DE102009003312A1 - Bonding device, ultrasonic transducer and bonding method - Google Patents

Bonding device, ultrasonic transducer and bonding method Download PDF

Info

Publication number
DE102009003312A1
DE102009003312A1 DE102009003312A DE102009003312A DE102009003312A1 DE 102009003312 A1 DE102009003312 A1 DE 102009003312A1 DE 102009003312 A DE102009003312 A DE 102009003312A DE 102009003312 A DE102009003312 A DE 102009003312A DE 102009003312 A1 DE102009003312 A1 DE 102009003312A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bonding
vibration
tool
ultrasonic transducer
bonding tool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102009003312A
Other languages
German (de)
Inventor
Michael BRÖKELMANN
Hans-Jürgen Dr.-Ing. Hesse
Piotr Prof. Dr. Vasiljev
Jörg Prof. Dr.-Ing. Wallaschek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hesse GmbH
Original Assignee
Hesse and Knipps GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hesse and Knipps GmbH filed Critical Hesse and Knipps GmbH
Priority to DE102009003312A priority Critical patent/DE102009003312A1/en
Priority to PCT/EP2009/063000 priority patent/WO2010043517A2/en
Priority to MYPI2011001664A priority patent/MY158655A/en
Priority to US13/123,745 priority patent/US8434659B2/en
Priority to KR1020117010160A priority patent/KR20110084899A/en
Priority to JP2011531442A priority patent/JP5683470B2/en
Priority to EP09744989.6A priority patent/EP2344295B1/en
Priority to CN200980140650.3A priority patent/CN102186620B/en
Priority to TW098134463A priority patent/TWI519017B/en
Publication of DE102009003312A1 publication Critical patent/DE102009003312A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/002Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating specially adapted for particular articles or work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • B23K20/106Features related to sonotrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67138Apparatus for wiring semiconductor or solid state device
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/78Apparatus for connecting with wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/85Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36Electric or electronic devices
    • B23K2101/42Printed circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/4501Shape
    • H01L2224/45012Cross-sectional shape
    • H01L2224/45014Ribbon connectors, e.g. rectangular cross-section
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45117Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/45124Aluminium (Al) as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144Gold (Au) as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/783Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/78313Wedge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201Compression bonding
    • H01L2224/85205Ultrasonic bonding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01005Boron [B]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01013Aluminum [Al]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01015Phosphorus [P]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01033Arsenic [As]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01047Silver [Ag]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01061Promethium [Pm]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01068Erbium [Er]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01074Tungsten [W]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01079Gold [Au]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01082Lead [Pb]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013Alloys
    • H01L2924/014Solder alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/06Polymers
    • H01L2924/078Adhesive characteristics other than chemical
    • H01L2924/07802Adhesive characteristics other than chemical not being an ohmic electrical conductor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bondvorrichtung, insbesondere zur Herstellung von Bondverbindungen zwischen elektrischen Leitern aus Draht- oder Bandmaterial und Kontaktstellen von Substraten wie insbesondere von elektrischen Schaltungen, wobei die Bondvorrichtung einen um eine, insbesondere senkrechte, geometrische Drehachse (D) drehbaren Bondkopf (2) aufweist, an dem ein Bondwerkzeug (5) und ein Ultraschalltransducer (35) zur Ultraschall-Schwingungsanregung des Bondwerkzeugs (5) vorgesehen sind. Um eine Bondvorrichtung der eingangs genannten Art vorteilhaft weiterzubilden, wird vorgeschlagen, dass sich die Haupterstreckungsrichtung (36) des Ultraschalltransducers (35) und/oder dessen Erstreckungsrichtung in Richtung der Achse des minimalen Massenträgheitsmoments parallel zu der geometrischen Drehachse (D) des Bondkopfes (2) erstreckt. Gemäß weiteren Aspekten betrifft die Erfindung ebenfalls eine Bondvorrichtung oder einen Ultraschalltransducer.The invention relates to a bonding device, in particular for the production of bonding connections between electrical conductors made of wire or strip material and contact points of substrates such as in particular of electrical circuits, wherein the bonding device has a bond head (2) rotatable about a, in particular vertical, geometric axis of rotation (D) on which a bonding tool (5) and an ultrasonic transducer (35) are provided for ultrasonic vibration excitation of the bonding tool (5). In order to further develop a bonding device of the type mentioned initially, it is proposed that the main extension direction (36) of the ultrasound transducer (35) and / or its extension direction in the direction of the axis of minimum moment of inertia be parallel to the geometric axis of rotation (D) of the bondhead (2). extends. In other aspects, the invention also relates to a bonding device or an ultrasonic transducer.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einem ersten Aspekt eine Bondvorrichtung, vorzugsweise zur Herstellung von Bondverbindungen zwischen elektrischen Leitern aus Draht- oder Bandmaterial und Kontaktstellen von Substraten wie insbesondere von elektrischen Schaltungen, wobei die Bondvorrichtung einen um eine, vorzugsweise senkrechte, geometrische Drehachse drehbaren Bondkopf aufweist, an dem ein Bondwerkzeug und ein Ultraschall-Transducer zur Ultraschall-Schwingungserregung des Bondwerkzeugs vorgesehen sind.The The present invention relates to a first aspect of a Bonding device, preferably for the production of bonds between electrical conductors made of wire or strip material and contact points of substrates such as in particular of electrical circuits, wherein the bonding device one around a, preferably vertical, geometric Rotary axis has rotatable bonding head, on which a bonding tool and an ultrasound transducer provided for ultrasonic vibration excitation of the bonding tool are.

Derartige Bondvorrichtungen arbeiten bekanntermaßen in der Weise, dass mittels des Bondwerkzeuges, bei dem es sich in einer gebräuchlichen Ausführungsform um ein sog. Wedge handeln kann, ein zu bondender Bereich eines elektrischen Leiters, bspw. eines Aluminium- oder eines Golddrahtes, mit einer bestimmten Druckkraft gegen eine gewünschte Kontaktstelle eines Substrats, bspw. einer elektrischen Schaltung, angedrückt wird, während das Bondwerkzeug quer zu der Andruckrichtung Ultraschallschwingungen ausführt und auf den Leiter überträgt, bis eine bleibende sog. Bondverbindung zwischen Leiter und Kontaktstelle hergestellt ist. Zur Ultraschall-Schwingungsanregung des Bondwerkzeuges dienen sog. Ultraschall-Transducer (d. h. Ultraschall-Wandler), die als Schwingungserreger herkömmlich Stapel aus scheibenförmigen Piezoelementen aufweisen. An die Piezoelemente wird herkömmlich in der Weise Wechselspannung angelegt, dass die Piezoelemente überwiegend senkrecht zu ihrer Scheibenebene und somit auch die Piezoelement-Stapel in deren Stapel-Längsrichtung zeitlich abwechselnd Längendehnungen und -stauchungen ausführen. Diese periodischen Längenänderungen regen herkömmlich auch die Werkzeugaufnahme des Bondwerkzeuges zu mechanischen Längsschwingungen in diese Richtung der Längenänderungen an. Als Werkzeugaufnahme wird häufig ein auch in dieser gleichen Richtung langgestreck tes und sich konisch verjüngendes sog. Horn eingesetzt, an dessen Spitze das Bondwerkzeug eingesetzt und bspw. mit einer Klemmschraube gehalten ist, so dass es sich dabei mit seiner Werkzeuglängsachse senkrecht zu der Transducer-Längsachse, d. h. senkrecht zu der Schwingungsrichtung erstreckt. Infolge dessen führt auch die Werkzeugspitze eine oszillierende Bewegung quer zu der Werkzeug-Längsachse aus, die zur Herstellung der Bondverbindung ausgenutzt wird. Bondvorrichtungen mit derartigen Ultraschall-Transducern bieten zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile. Andererseits besteht häufig das Erfordernis, auf engem Raum zahlreiche Bondverbindungen zu erstellen, wobei der sog. Bondkopf, d. h. die Baugruppe der Bondvorrichtung, an der das Bondwerkzeug und der Ultraschall-Transducer (sowie in der Regel eine sog. Drahtführung und bei sog. Dickdrahtbondern ggf. ein Schneidwerkzeug) angebracht sind, schnelle Drehbewegungen um eine vertikal orientierte geometrische Drehachse ausführen muss. Dabei wird als einschränkend angesehen, dass ein mit einem herkömmlichen Ultraschall-Transducer bestückter Bondkopf funktions- und dadurch bauartbedingt ein großes Massenträgheitsmoment aufweist, das die Bondkopfdrehung erschwert bzw. zu großen Drehantrieben zwingt.such Bonding devices are known to work in such a way that means the bonding tool, in which it is in a common embodiment may be a so-called wedge, an area of an electric field to be bonded Ladder, for example. An aluminum or a gold wire, with a certain pressure force against a desired contact point of a Substrate, for example an electrical circuit, is pressed, while the bonding tool transverse to the direction of pressure ultrasonic vibrations carries and transfers to the conductor until a permanent so-called bond connection between conductor and contact point is made. For ultrasonic vibration excitation of the bonding tool serve so-called ultrasonic transducers (i.e. Vibration generator conventional Stack of disc-shaped Have piezo elements. To the piezo elements is conventionally in the way AC voltage applied that the piezo elements predominantly perpendicular to its disc plane and thus also the piezo element stack in their stacking direction alternating in time length expansions and upsetting. These periodic length changes rain conventional also the tool holder of the bonding tool to mechanical longitudinal vibrations in this direction of length changes at. As a tool holder becomes common an elongated in this same direction and conical tapered so-called horn used, at the top of the bonding tool used and, for example, held with a clamping screw so that it is with its tool longitudinal axis perpendicular to the transducer longitudinal axis, d. H. extends perpendicular to the direction of vibration. Consequently leads as well the tool tip an oscillating movement transverse to the tool longitudinal axis from, which is exploited for the preparation of the bond. Bond devices With such ultrasonic transducers offer numerous applications and benefits. On the other hand, there is often the need to work in a narrow Space to create numerous bonds, the so-called bondhead, d. H. the assembly of the bonding device to which the bonding tool and the ultrasonic transducer (and usually a so-called. Wire guide and at so-called. Dickdrahtbondern possibly a cutting tool) are attached, fast rotational movements around a vertically oriented geometric Execute the rotation axis got to. It is considered restrictive Consider that one with a conventional ultrasonic transducer stocked Bond head functional and thus design a large moment of inertia has, which impedes the Bondkopfdrehung or to large rotary actuators forces.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung zunächst die Aufgabe zugrunde, eine Bondvorrichtung der eingangs genannten Art vorteilhaft weiterzubilden, so dass insbesondere die vorgenannten Nachteile möglichst weitgehend vermieden werden.In front In this background, the invention is first based on the object, develop a bonding device of the type mentioned advantageous, so that in particular the aforementioned disadvantages possible be largely avoided.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß zunächst und im wesentlichen in Verbindung mit dem Merkmal gelöst, dass sich die Haupterstreckungsrichtung des Ultraschall-Transducers und/oder dessen Erstreckungsrichtung in Richtung der geometrischen Achse des minimalen Massenträgheitsmoments parallel (mit oder ohne seitlichen Abstand) zu der geometrischen Drehachse des Bondkopfes erstreckt. Bei der besagten Haupterstreckungsrichtung handelt es sich um die Erstreckungsrichtung des Ultraschall-Transducers, in welcher er bei Vergleich seiner Erstreckungsrichtungen die größten Abmessungen aufweist. Auch bei der angesprochenen Drehachse des Bondkopfes handelt es sich primär um eine geometrische, d. h. nicht notwendig um eine bauliche Achse. Durch die gewählte Lösung wird erfindungsgemäß erreicht, dass das Massenträgheitsmoment um die geometrische Bondkopfdrehachse im Vergleich zu herkömmlichen Bondvorrichtungen, bei denen sich die Haupterstreckungsrichtung des Ultraschall-Transducers senkrecht zur geometrischen Drehachse des Bondkopfes erstreckt, verringert wird. Auf diese Weise lassen sich schnellere Drehungen des Bondkopfes um dessen senkrechte geometrische Drehachse erreichen bzw. werden für den Drehantrieb nur vergleichsweise kleinere Antriebe benötigt.The Task is according to the invention first and essentially solved in conjunction with the feature that the main extension direction of the ultrasonic transducer and / or Its extension direction in the direction of the geometric axis of the minimum mass moment of inertia parallel (with or without lateral spacing) to the geometric Rotary axis of the bonding head extends. In the said main extension direction it is the extension direction of the ultrasonic transducer, in which he the largest dimensions when comparing its extension directions having. Also with the mentioned axis of rotation of the bondhead acts it is primary around a geometric, d. H. not necessarily a structural axis. By the chosen one solution is achieved according to the invention, that the moment of inertia around the geometric Bondkopfdrehachse compared to conventional Bonding devices, in which the main extension direction of the ultrasonic transducer perpendicular to the geometric axis of rotation of the bonding head is reduced. Let that way faster rotations of the bondhead around its vertical geometric Reach or only be comparatively for the rotary actuator smaller drives needed.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Ultraschall-Transducer, insbesondere für eine Bondvorrichtung zur Ultraschall-Schwingungsanregung des Bondwerkzeuges der Bondvorrichtung, wobei der Ultraschall-Transducer zumindest einen Schwingungserreger umfasst und der Schwingungserreger zumindest ein Piezoelement aufweist und wobei eine Ultraschallenergiequelle, insbesondere eine Spannungsquelle zum Anlegen von elektrischer Wechselspannung an das Piezoelement, vorgesehen ist.According to one second aspect, the present invention relates to an ultrasonic transducer, especially for a bonding device for ultrasonic vibration excitation of the bonding tool of Bonding device, wherein the ultrasonic transducer at least one Vibration generator comprises and the vibration exciter at least a piezoelectric element and wherein an ultrasonic energy source, in particular a voltage source for applying alternating electrical voltage to the piezoelectric element, is provided.

Ausgehend von dem eingangs erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung insofern die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Ultraschall-Transducer vorteilhaft weiterzubilden, so dass sich insbesondere herstellungstechnisch und/oder gebrauchstechnisch Vorteile erreichen lassen.Based on the state of the art explained in the introduction, the invention is based on the object of further developing such an ultrasonic transducer so that can be achieved in particular manufacturing technology and / or technical benefits.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung zunächst und im wesentlichen und in Verbindung mit den Merkmalen gelöst, dass die Ultraschallenergiequelle, insbesondere die Spannungsquelle, vorzugsweise deren Frequenz, wie insbesondere Spannungsfrequenz, daran angepasst oder so einstellbar ist, dass sich im Betrieb, insbesondere beim Anliegen der Wechselspannung, die Hauptverformungsrichtung des Schwingungserregers und/oder die Hauptverformungsrichtung des Piezoelementes quer bzw. senkrecht zur Polarisationsrichtung des Piezoelements erstreckt. Dabei handelt es sich um eine grundlegende Abkehr von herkömmlichen Transducer-Ausführungen, bei denen die Hauptverformungsrichtung des Schwingungserregers (beispielsweise eines Stapels aus Piezoelementscheiben) bzw. die Hauptverformungsrichtung der Piezoelemente selbst parallel zur Polarisationsrichtung der Piezoelemente liegt. Unter der Hauptverformungsrichtung wird dabei die Raumrichtung verstanden, in der die im Vergleich zu anderen Richtungen größten Verformungen (also Stauchungen und Dehnungen) zufolge der anliegenden elektrischen Wechselspannung hervorgerufen werden. Bei der Polarisationsrichtung handelt es sich um eine dem Piezoelement fest zugeordnete, in eine bestimmte Richtung weisende Orientierung, die bei der Herstellung von Piezoelementen durch Ausrichtung von Dipolen in einem elektrischen Feld eingeprägt wird und nach der Herstellung zum Großteil erhalten bleibt (sog. remanente Polarisation). Beim Anlegen einer Wechselspannung an das Piezoelement erfährt dieses im allgemeinen abwechselnd Stauchungen und Dehnungen in sämtlichen Raumrichtungen, wobei das jeweilige Ausmaß bzw. der Betrag in den verschiedenen Raumrichtungen im allgemeinen unterschiedlich ausfällt. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass es bestimmte Wechselspannungsfrequenzen gibt, die in einer jeweils einzelnen zugeordneten Raumrichtung (bzw. geometrischen Körperachse) zu einer im Vergleich zu den übrigen Raumrichtung betragsmäßig größeren Längenänderung führen, wobei diese Frequenzen auch abhängig von der Form und den Abmessungen des Piezoelementes sowie unter Umständen der angrenzenden bzw. mitschwingenden Bauteile sind. Erfindungsgemäß lassen sich durch die vorgeschlagene Lösung insbesondere bei Verwendung scheibenförmiger bzw. dünner Piezoelemente, deren Polarisationsrichtung sich senkrecht bzw. quer zu der Scheibenebene erstreckt, bei vorgegebener Spannung vergleichsweise hohe Feldstärken und dadurch hohe, durch die Formänderungen übertragbare Kräfte erzeugen. Hinzu kommt als Vorteil, dass mehr Freiheit bei der Auslegung von Transducern gewonnen wird und eine einfache Montage der Piezoelemente ermöglicht wird. Die Erfindung schließt insofern auch eine Bondvorrichtung, vorzugsweise zur Herstellung von Bondverbindungen zwischen elektrischen Leitern aus Draht- oder Bandmaterial und Kontaktstellen von Substraten wie vorzugsweise von elektrischen Schaltungen, mit ein, die einen Bondkopf aufweist, der ein Bondwerkzeug und einen Ultraschall-Transducer gemäß der vorangehend beschriebenen Ausführung aufweist.These Task is according to the invention first and solved essentially and in conjunction with the features that the ultrasonic energy source, in particular the voltage source, preferably their frequency, in particular voltage frequency, adapted thereto or is adjustable so that in operation, in particular when applying the AC voltage, the main deformation direction of the vibration generator and / or the main deformation direction of Piezoelementes transverse or perpendicular to the polarization direction of the Piezoelectric element extends. This is a basic one Departure from conventional Transducer versions, in which the main deformation direction of the vibration exciter (for example, a Stack of piezoelectric element disks) or the main deformation direction the piezo elements themselves parallel to the polarization direction of Piezo elements is located. Under the main deformation direction is the Understood spatial direction in which the compared to other directions largest deformations (ie compressions and strains) according to the applied electrical AC voltage can be caused. In the polarization direction it is a dedicated to the piezo element, in a certain Directional orientation in the production of piezoelectric elements is impressed by alignment of dipoles in an electric field and after the production remains largely (so-called. remanent polarization). When applying an AC voltage to the Piezoelement undergoes this generally alternating upsets and strains in all Spatial directions, whereby the respective extent or the amount in the different Spaces in general varies differently. The Invention is based on the recognition that there are certain AC frequencies exist in a respective individual assigned spatial direction (or geometric body axis) at one compared to the rest Spatial direction amount greater change in length to lead, these frequencies are also dependent on the shape and dimensions of the piezoelectric element and under circumstances the adjacent or resonant components are. According to the invention through the proposed solution in particular when using disk-shaped or thin piezoelements, whose polarization direction is perpendicular or transverse to the disk plane extends, for a given voltage comparatively high field strengths and thereby high transferable by the changes in shape personnel produce. Added to this is the advantage that more freedom in the design is obtained by transducers and a simple assembly of the piezo elements allows becomes. The invention concludes in this respect also a bonding device, preferably for the production of Bond connections between electrical conductors made of wire or strip material and contact points of substrates such as preferably of electrical circuits, with a bonding head having a bonding tool and a Ultrasonic Transducer according to the preceding described embodiment having.

Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung einen Ultraschall-Transducer zur Ultraschall-Schwingungsanregung eines Bondwerkzeuges, wobei der Ultraschall-Transducer zumindest zwei voneinander beabstandet an einer Werkzeugaufnahme angreifende Schwingungserreger aufweist und wobei zumindest eine Ultraschallenergiequelle zur Versorgung der Schwingungserreger, insbesondere zumindest eine Spannungsquelle zum Anlegen von elektrischer Wechselspannung an die Schwingungserreger, vorgesehen ist.According to one Third aspect, the invention relates to an ultrasonic transducer for ultrasonic vibration excitation a bonding tool, wherein the ultrasonic transducer at least two spaced from each other on a tool holder attacking vibration exciter and wherein at least one ultrasonic energy source for supply the vibration exciter, in particular at least one voltage source for applying electrical alternating voltage to the vibration exciter, is provided.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Weiterbildung einer solchen Bondvorrichtung bereitzustellen.From that Based on the object of the invention, an advantageous To provide development of such a bonding device.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe zunächst und im wesentlichen in Verbindung mit den Merkmalen gelöst, dass eine oder mehrere Ultraschallenergiequellen, insbesondere die Spannungsquelle oder die Spannungsquellen, vorzugsweise die Frequenz und/oder die Phasenlage beispielsweise der davon erzeugten Wechselspannung oder Wechselspannungen, in der Weise auf den Aufbau der Schwingungserreger abgestimmt oder darauf abstimmbar ist, dass im Betrieb, insbesondere bei anliegender Wechselspannung, die Hauptverformungsrichtungen der beiden Schwingungserreger zueinander parallel oder im wesentlichen parallel verlaufen und die sich zeitlich ändernden Verformungen der beiden Schwingungserreger zueinander phasenverschoben, vorzugsweise um eine halbe Periode, also um 180° phasenverschoben, ablaufen bzw. resultieren. Der Begriff Periode wird hier anstelle oder gleichwertig für den Begriff Phasenlänge verwendet, und eine Phasenverschiebung um 180° (Gegenphase) läge bei einer Phasenverschiebung um die halbe Phasenlänge vor. Betreffend den dritten Aspekt umfasst die Erfindung auch eine Bondvorrichtung, vorzugsweise zur Herstellung von Bondverbindungen zwischen elektrischen Leitern aus Draht- oder Bandmaterial und Kontaktstellen von Substraten, wie vorzugsweise von elektrischen Schaltungen, wobei die Bondvorrichtung einen Bondkopf aufweist, an dem ein in einer Werkzeugaufnahme aufgenommenes Bondwerkzeug, bei dem es sich vorzugsweise um ein Wedge handelt, und der zuvor beschriebene erfindungsgemäße Ultraschalltransducer vorgesehen sind. Indem mehrere, vorzugsweise zwei, voneinander beabstandet an der Werkzeugaufnahme angreifende Piezoelemente verschiedene Zeit Verformungs-Verläufe aufweisen, führt die Werkzeugaufnahme eine oszillierende Drehbewegung aus und überträgt diese auf das darin aufgenommene Ende des vorzugsweise langgestreckten Bondwerkzeuges. Durch den sich periodisch ändernden Verdrehwinkel der Werkzeugaufnahme bzw. durch das dadurch in das Bondwerkzeug eingeleitete oszillierende Drehmoment wird das Bondwerkzeug zu Transversalschwingungen, d. h. zu Schwingungen senkrecht bzw. quer zu seiner Längsausdehnung bzw. Haupterstreckungsrichtung angeregt. Diese auch als Biegeschwingung oder Querschwingung bezeichnete Schwingung wird aber abweichend vom Stand der Technik nicht am Ort eines sog. Schwingungsbauches, sondern vorzugsweise am Ort eines sog. Schwingungsknotens der frequenzabhängigen Schwingungsform (auch Schwingungsmode) angeregt. Die Transversalschwingung erfasst das gesamte Bondwerkzeug und bewirkt bei geeigneter Auslegung bzw. Gestaltung des Bondwerkzeuges, dass auch dessen Werkzeugspitze Schwingungen quer zur Werkzeuglängsrichtung ausführt, die auf einen elektrischen Leiter zur Herstellung einer Bondverbindung durch Andrücken des Bondwerkzeugs übertragen werden können.According to the invention, the object is achieved initially and essentially in conjunction with the features that one or more ultrasonic energy sources, in particular the voltage source or the voltage sources, preferably the frequency and / or the phase position, for example, the AC voltage or AC voltages generated thereof, in the manner of the structure the oscillation exciter is tuned or tunable to the fact that in operation, especially with applied AC voltage, the main deformation directions of the two oscillators parallel or substantially parallel to each other and the time-varying deformation of the two oscillators phase-shifted, preferably by half a period, ie 180 ° out of phase, expire or result. The term period is used here instead of or equivalently for the term phase length, and a phase shift of 180 ° (opposite phase) would be present at a phase shift by half the phase length. With regard to the third aspect, the invention also encompasses a bonding device, preferably for producing bonded connections between electrical conductors made of wire or strip material and contact points of substrates, such as preferably electrical circuits, wherein the bonding device has a bonding head to which a bonding tool received in a tool receptacle , which is preferably a wedge, and the above-described ultrasonic transducer according to the invention are provided. By a plurality of, preferably two, spaced from each other on the tool holder engaging piezoelectric elements have different time deformation profiles, the tool holder performs an oscillating rotation movement and transmits them to the received therein end of the preferably elongated bonding tool. Due to the periodically changing angle of rotation of the tool holder or by the oscillating torque introduced thereby into the bonding tool, the bonding tool is excited to transverse oscillations, ie to oscillations perpendicularly or transversely to its longitudinal extension or main extension direction. This oscillation, which is also referred to as flexural vibration or transverse vibration, is, unlike the prior art, not excited at the location of a so-called antinode, but preferably at the location of a so-called oscillation node of the frequency-dependent oscillation mode (also oscillation mode). The transverse vibration detects the entire bonding tool and, with a suitable design or design of the bonding tool, also causes its tool tip to execute vibrations transversely to the tool longitudinal direction which can be transmitted to an electrical conductor for producing a bond connection by pressing on the bonding tool.

Es versteht sich, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch Kombinationen der Lösungsmerkmale von jeweils zwei oder sämtlichen der drei zuvor erläuterten Erfindungsaspekte möglich sind. Als Piezoelemente können prinzipiell alle für Piezo-Aktoren bekannten Piezoelementtypen eingesetzt werden, wobei die Verwendung piezoelektrischer Keramiken oder piezoelektrischer Kristalle bevorzugt ist.It It is understood that in the context of the present invention, combinations the solution characteristics of two or all of the three previously explained Invention aspects possible are. As piezo elements can in principle all for Piezo actuators known piezoelectric element types are used, wherein the use of piezoelectric ceramics or piezoelectric Crystals is preferred.

Insbesondere in Verbindung mit dem ersten Aspekt der Erfindung ist bevorzugt, dass sich die geometrische Längsmittellinie des Ultraschall-Transducers parallel zu der geometrischen Drehachse des Bondkopfes und/oder parallel zu der Längsmittellinie des Bondwerkzeuges erstreckt. Auf diese Weise kann das Massenträgheitsmoment um die Bondkopfdrehachse minimiert werden. Auch besteht die Möglichkeit, dass der Ultraschall-Transducer zumindest einen Schwingungserreger, vorzugsweise zwei zueinander parallel verlaufende Schwingungserreger, umfasst, wobei jeder Schwingungserreger zumindest ein Piezoelement, vorzugsweise jeweils zwei Piezoelemente, aufweist, wobei jedes Piezoelement eine Haupterstreckungsrichtung besitzt, die sich parallel zu der geometrischen Drehachse des Bondkopfes erstreckt. Der Begriff Haupterstreckungsrichtung bedeutet dabei, dass die Abmessung des Piezoelementes in dieser Richtung größer als in andere Richtungen ist.Especially in connection with the first aspect of the invention is preferred that the geometric longitudinal center line of the ultrasonic transducer parallel to the geometric axis of rotation the bondhead and / or parallel to the longitudinal centerline of the bonding tool extends. In this way, the mass moment of inertia about the bondhead axis of rotation be minimized. There is also the possibility that the ultrasound transducer at least one vibration exciter, preferably two to each other parallel vibration exciter, comprising, each vibration exciter at least one piezo element, preferably in each case two piezo elements, wherein each piezoelectric element has a main extension direction has, which extends parallel to the geometric axis of rotation of the bonding head. The term main extension direction means that the dimension of the piezoelectric element in this direction larger than in other directions is.

Insbesondere in Verbindung mit dem zweiten genannten Aspekt der Erfindung ist bevorzugt, dass die Ultraschallenergiequellen, insbesondere die Spannungsquelle, vorzugsweise deren Spannungsfrequenz, so angepasst oder so einstellbar ist, dass sich bei Anliegen der Wechselspannung die Hauptverformungsrichtung des Schwingungserregers und/oder die Hauptverformungsrichtung des bzw. der Piezoelemente in die Haupterstreckungsrichtung des bzw. der Piezoelemente erstreckt.Especially in conjunction with the second aspect of the invention preferred that the ultrasonic energy sources, in particular the voltage source, preferably their voltage frequency, adjusted or so adjustable is that when concerns the AC voltage, the main deformation direction of the vibration generator and / or the main deformation direction of or the piezoelectric elements in the main direction of extension of or the piezo elements extends.

Insbesondere in Verbindung mit dem dritten Erfindungsaspekt ist bevorzugt, dass die Gestaltung der mittels des Ultraschall-Transducers zu Schwingungen anregbaren Komponenten des Bondkopfes und die Wechselspannung, insbesondere deren Frequenz, so aufeinander abgestimmt oder abstimmbar sind, dass der Drehpunkt und insbesondere der Momentanpol der Werkzeugaufnahme sich lagemäßig an einem Schwingungsknoten des Bondwerkzeuges befindet.Especially in connection with the third aspect of the invention is preferred that the design of the means of the ultrasonic transducer to oscillate excitable components of the bonding head and the AC voltage, in particular whose frequency are so coordinated or tunable, that the fulcrum and in particular the instantaneous pole of the tool holder in position on one Vibration node of the bonding tool is located.

Hinsichtlich der vorgenannten Erfindungsaspekte besteht auch die Möglichkeit, dass die Frequenz an der Ultraschallenergiequelle, vorzugsweise die Spannungsfrequenz an der Spannungsquelle, so vorgewählt ist oder so einstellbar ist, dass sie einer Resonanzfrequenz, bevorzugt der niedrigsten bzw. ersten Resonanzfrequenz, d. h. der ersten Eigenmode, der bei anliegender Wechselspannung schwingenden Baugruppe, die den Ultraschall-Transducer, die Werkzeugaufnahme und das Werkzeug umfasst, genau oder in etwa entspricht. Vorzugsweise kann das schwingende System mit dem Bondwerkzeug in seiner ersten Eigenfrequenz und somit in seiner zugeordneten ersten Eigenform zu Schwingungen angeregt werden, es wäre aber auch eine Schwingungsanregung für die beispielsweise zweite, dritte usw. Eigenfrequenz/Eigenform möglich. Eine zweckmäßige Ausgestaltung wird darin gesehen, dass ein oder mehrere Piezoelemente jeweils die Form einer rechteckig berandeten Scheibe aufweist bzw. aufweisen, wobei die Kantenlängen der Rechteckkontur größer als die Dicke der Scheibe sind und wobei die Polarisationsrichtung jedes Piezoelementes in Bezug auf seine Scheibenebene quer bzw. senkrecht dazu orientiert ist.Regarding The above aspects of the invention also provide the possibility that the frequency at the ultrasonic energy source, preferably the Voltage frequency at the voltage source, so preselected or is adjustable to be a resonant frequency the lowest or first resonance frequency, d. H. the first eigenmode, the oscillating at applied AC voltage assembly, the the ultrasonic transducer, the tool holder and the tool includes, exactly or roughly corresponds. Preferably, the oscillatory System with the bonding tool in its first natural frequency and thus excited in its associated first eigenform to vibrate be, it would be but also a vibration excitation for example, second, third, etc. natural frequency / eigenform possible. An expedient embodiment is seen in that one or more piezo elements each has or have the shape of a rectangular bordered disc, where the edge lengths the rectangular contour is larger than the thickness of the disk are and where the polarization direction of each Piezoelementes with respect to its disc plane transversely or vertically is oriented to it.

Zur Einleitung eines oszillierenden Drehmoments in die Werkzeugaufnahme bzw. in das Bondwerkzeug ist bevorzugt, dass der Ultraschall-Transducer zumindest zwei zueinander parallel angeordnete Schwingungserreger aufweist, wobei jeder Schwingungserreger einen Piezoelementträger und zwei gleichartige Piezoelemente aufweist, die flächig auf zwei einander abgewandt gegenü berliegenden und zueinander parallelen Oberflächen des Piezoelementträgers befestigt, vorzugsweise darauf flächig aufgeklebt, sind. Dadurch und in Verbindung mit der gewählten Wechselspannungsfrequenz lässt sich erreichen, dass praktisch nur die Längenänderung der Piezoelemente in deren Haupterstreckungsrichtung für die Schwingungsanregung des Bondwerkzeuges genutzt wird. Durch die flächige Befestigung der Piezoelemente wird auch das Piezoträgerelement, das vorzugsweise aus Metall wie bspw. Stahl oder Titan bestehen kann, entsprechend verformt. Jeder Schwingungserreger weist somit eine sandwichartige Anordnung eines zentralen Piezoelementträgers zwischen zwei gegenüberliegenden Piezoelementen auf. In Verbindung damit und der genannten Parallelanordnung zweier solcher Schwingungserreger ist bevorzugt, dass die Polarisationsrichtung von Piezoelementen, die Bestandteil des gleichen Schwingungserregers sind, richtungsmäßig zueinander entgegengesetzt gerichtet verlaufen, also quasi entgegengesetzte Vorzeichen aufweisen. In Verbindung damit ist auch bevorzugt, dass die Polarisationsrichtungen der beiden Piezoelemente, die auf den einen der beiden Piezoelementträger aufgebracht sind, richtungsmäßig orthogonal von der Oberfläche des Piezoelementträgers weggerichtet sind, und dass die Polarisationsrichtungen der beiden Piezoelemente, die auf den anderen der beiden Piezoelementträger aufgebracht sind, richtungsmäßig orthogonal zu der Oberfläche des Piezoelementträgers hingerichtet sind. Mit den zuvor genannten Merkmalen können die gewünschten unterschiedlichen und insbesondere gegenläufigen Längenänderungen der beiden Schwingungserreger schaltungstechnisch besonders einfach verwirklicht werden, indem an sämtliche Piezoelemente die gleiche bzw. selbe, also auch phasengleiche, Wechselspannung angelegt und die Piezoelementträger zum Beispiel geerdet werden. Insbesondere besteht die Möglichkeit, dass die Piezoelemente einfach auf ihrer freien, dem Piezoelementträger abgewandten Oberfläche bspw. mittels Lötstellen an die Ultraschallenergiequelle, insbesondere an die Spannungsquelle, angeschlossen sind. Es kann somit eine Ultraschallenergiequelle bzw. Spannungsquelle verwendet werden, die nur eine ein zige Wechselspannung bspw. der Form u(t) = Ucos(ωt) bereitstellt, die an sämtliche Piezoelemente angelegt wird, beispielsweise indem die Anschlussleitungen aller Piezoelemente zueinander parallel geschaltet sind. Eine im Hinblick auf die zuvor beschriebene Wirkungsweise vorteilhafte mögliche Anordnung wird darin gesehen, dass sich die geometrische Längsachse des Bondwerkzeuges parallel zur Haupterstreckungsrichtung der Piezoelemente und/oder entlang der geometrischen Drehachse des Bondkopfes erstreckt. Bei einer bevorzugten platzsparenden und stabilen Ausführungsform ist vorgesehen, dass zwei Piezoelementträger vorgesehen sind, die Bestandteile eines gemeinsamen einstückigen Transducerkörpers sind, an welchem vorzugsweise auch die Werkzeugaufnahme zur Halterung des Bondwerkzeuges einstückig ausgebildet ist. In diesem Sinne ist auch bevorzugt, dass der Transducerkörper integral bzw. einstückig eine Haltegabel umfasst, deren Haltearme an ihrem Längsende an jeweils einem Piezoelementträger in dessen Längsmittelbereich angreifen.To initiate an oscillating torque in the tool holder or in the bonding tool is preferred that the ultrasonic transducer has at least two mutually parallel vibration exciters, each vibration exciter has a piezoelectric element and two similar piezoelectric elements facing away from each other on two opposite gegenü and lying to each other attached to parallel surfaces of the piezoelectric element carrier, preferably glued thereto flat, are. As a result, and in conjunction with the selected AC voltage frequency, it can be achieved that practically only the change in length of the piezoelectric elements in their main extension direction is used for the vibration excitation of the bonding tool. Due to the planar attachment of the piezoelectric elements and the piezoelectric carrier element, the preferably made of metal such as. Steel or titanium may consist, deformed accordingly. Each vibration exciter thus has a sandwich-like arrangement of a central piezoelectric element carrier between two opposite piezoelectric elements. In connection therewith and the said parallel arrangement of two such vibration exciters, it is preferred that the polarization direction of piezoelectric elements which are part of the same vibration exciter be directionally opposite to one another in directional terms, that is to say have quasi opposite signs. In connection therewith, it is also preferred that the polarization directions of the two piezo elements, which are applied to one of the two piezoelectric element carriers, are directionally orthogonal away from the surface of the piezoelectric element carrier, and that the polarization directions of the two piezoelectric elements applied to the other of the two piezoelectric element carriers are directionally orthogonal to the surface of the Piezoelementträgers executed. With the aforementioned features, the desired different and in particular opposite changes in length of the two vibration exciters can be realized particularly simple circuit technology by applying the same or the same, ie in-phase, AC voltage to all the piezo elements and the piezo element carriers are grounded, for example. In particular, there is the possibility that the piezoelectric elements are simply connected, for example, on their free surface remote from the piezoelectric element carrier by means of soldering points to the ultrasonic energy source, in particular to the voltage source. It is thus possible to use an ultrasound energy source or voltage source which provides only a single AC voltage, for example, the form u (t) = Ucos (ωt), which is applied to all the piezo elements, for example by the connecting lines of all the piezo elements being connected in parallel to one another. A possible arrangement which is advantageous with regard to the previously described mode of action is seen in that the geometric longitudinal axis of the bonding tool extends parallel to the main extension direction of the piezoelements and / or along the geometric axis of rotation of the bondhead. In a preferred space-saving and stable embodiment, it is provided that two piezoelectric element carriers are provided, which are components of a common one-piece transducer body, on which preferably also the tool holder for holding the bonding tool is formed in one piece. In this sense, it is also preferred that the transducer body integrally or integrally comprises a holding fork, the holding arms of which engage at their longitudinal end on a respective piezoelectric element carrier in its longitudinal central region.

Die Erfindung betrifft auch einen Ultraschalltransducer, aufweisend zumindest einen Transducerkörper und zumindest ein Schwingungserregungselement, das mit dem Transducerkörper in einer zur Übertragung der von ihm erzeugten Schwingungen auf den Transducerkörper geeigneten Weise verbunden ist, und schlägt zur vorteilhaften Weiterbildung vor, dass der Ultraschalltransducer, vorzugsweise mit an dessen Werkzeugaufnahme montiertem Bondwerkzeug, eine Schwingungsmode aufweist, deren Schwingungsform im Montagepunkt des Bondwerkzeuges eine rotatorisch oszillierende Bewegung um zumindest eine Rotationsachse bewirkt. Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass das Schwingungserregungselement an dem Transducerkörper kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig befestigt ist. Bevorzugt ist auch, dass die oszillierende rotatorische Bewegung um zumindest eine zur Längsachse des Bondwerkzeuges senkrechte oder zumindest im wesentlichen senkrechte gedachte bzw. geometrische Drehachse orientiert ist. In weiterer Einzelheit besteht die Möglichkeit, dass durch die geometrische Längsachse des Bondwerkzeuges oder eine dazu parallele geometrische Linie und durch die besagte Drehachse eine gedachte bzw. geometrische Bezugsebene aufgespannt wird, dass das zumindest eine Schwingungserregungselement von der Bezugsebene seitlich beabstandet angeordnet ist und dass die vom Schwingungserregungselement auf den Transducerkörper ausgeübte Kraft in oder im wesentlichen in Richtung bzw. parallel zu der (als verlängert gedachten) Längsachse des Bondwerkzeuges wirkt. Als zweckmäßig wird angesehen, dass zumindest zwei von der Bezugsebene seitlich beabstandete Schwingungserregungselemente vorhanden sind, die bezogen auf die Bezugsebene zueinander gegenüberliegend angeordnet sind. Eine weitere mögliche Ausgestaltung sieht vor, dass eine oder mehrere Ultraschallenergiequellen, vorzugsweise eine oder mehrere Spannungs- oder Stromquellen, vorgesehen sind zur Energieversorgung der Schwingungserregungselemente, die derart mit den Schwingungserregungselementen verbunden sind, dass diese eine zueinander um 180° phasenverschobene Schwingung ausüben.The The invention also relates to an ultrasonic transducer comprising at least one transducer body and at least one vibration excitation element connected to the transducer body in one for transmission the vibrations it generates on the transducer body Way, and beats to the advantageous development that the ultrasonic transducer, preferably with a bonding tool mounted on its tool holder, has a vibration mode whose waveform in the mounting point of the bonding tool a rotationally oscillating movement about at least causes a rotation axis. A preferred development is seen in that the vibration excitation element on the transducer body frictionally and / or positive fit and / or cohesively is attached. It is also preferred that the oscillatory rotational Movement about at least one to the longitudinal axis the bonding tool perpendicular or at least substantially vertical imaginary or geometric axis of rotation is oriented. In further Particular there is the possibility that by the geometric longitudinal axis of Bondwerkzeuges or a parallel geometric line and through said axis of rotation an imaginary or geometric reference plane is spanned, that the at least one vibration excitation element is arranged laterally spaced from the reference plane and that the force exerted by the vibration excitation element on the transducer body force in or substantially in the direction of or parallel to the (intended to be elongated) longitudinal axis the bonding tool acts. It is considered appropriate that at least two laterally spaced from the reference plane vibration excitation elements are present, with respect to the reference plane opposite each other are arranged. Another possible Embodiment provides that one or more ultrasonic energy sources, preferably one or more voltage or current sources provided are for powering the vibration excitation elements, the are connected to the vibration excitation elements such that this one to each other by 180 ° out of phase Exercise vibration.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass auf jeder Seite der Bezugsebene zumindest zwei Schwingungserregungselemente angeordnet sind, wobei auf beiden bzw. verschiedenen Seiten der Bezugsebene angeordnete Schwingungserregungselemente einander paarweise gegenüberliegen, wobei auf der gleichen Seite der Bezugsebene zueinander benachbarte Schwingungserregungselemente derart mit der oder den Energiequellen verbunden sind, dass sie zueinander um 180° phasenverschobene Schwingungen ausüben, und wobei einander paarweise bezüglich der Bezugsebene gegenüberliegende Schwingungserregungselemente derart mit der oder den Ultraschallenergiequellen verbunden sind, das sie zueinander um 180° phasenverschobene Schwingungen ausüben. Eine kompakte Bauform, die insbesondere auch hinsichtlich eines möglichst geringen Massenträgheitsmomentes um die Werkzeuglängsachse vorteilhaft ist, wird dadurch erreicht, dass jeweils zumindest zwei auf der gleichen Seite der Bezugsebene angeordnete Schwingungserre gungselemente in Richtung der geometrischen Längsachse des Bondwerkzeuges hintereinander angeordnet sind. Es besteht hier die Möglichkeit, dass der Transducerkörper nur einen Schwingungserregungselementträger umfasst und dass die Schwingungserregungselemente, vorzugsweise sämtliche Schwingungserregungselemente, unter Bildung nur eines einzigen Schwingungserregers an zwei gegenüberliegenden, voneinander abgewandten Oberflächen des Schwingungserregungselementträgers angeordnet sind, wobei der Schwingungserregungselementträger zumindest im wesentlichen die Form eines rechteckigen Quaders oder einer rechteckigen Platte besitzt. Ein solcher Ultraschalltransducer unterscheidet sich baulich insofern prinzipiell von dem zuvor beschriebenen Ultraschalltransducer mit zwei parallel zueinander angeordneten Schwingungserregern, ermöglicht aber gleichfalls die Einleitung eines oszillierenden Drehmoments in das Bondwerkzeug an dessen Werkzeugaufnahme. Bei einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass als Schwingungserregungselemente jeweils zumindest ein Piezoelement vorgesehen ist, so dass der Transducerkörper nur einen, sämtliche Piezoelemente tragenden Piezoelementträger umfasst, der zumindest im wesentlichen die Form eines rechteckigen Quaders oder einer rechteckigen Platte besitzt.In a preferred embodiment it is provided that on each side of the reference plane at least two vibration excitation elements are arranged, arranged on both or different sides of the reference plane arranged vibration excitation elements in pairs, wherein on the same side of the reference plane to each other adjacent vibration excitation elements with the one or more energy sources are connected to exert mutually 180 ° out of phase oscillations, and wherein pairwise with respect to the reference plane opposite vibration excitation elements are connected to the one or more ultrasonic energy sources such that they mutually 180 ° phase-shifted vibrations ausü ben. A compact design, which is advantageous in particular with regard to the lowest possible moment of inertia about the longitudinal axis of the tool is achieved in that each at least two arranged on the same side of the reference plane Schwingungserre transmission elements are arranged in the direction of the geometric longitudinal axis of the bonding tool behind the other. There is the possibility here that the transducer body comprises only one vibration excitation element carrier and that the vibration excitation elements, preferably all vibration excitation elements, are arranged to form only a single vibration exciter on two opposite, mutually remote surfaces of the vibration excitation element carrier, wherein the vibration excitation element carrier at least substantially the shape of a rectangular Cuboid or a rectangular plate possesses. In principle, such an ultrasound transducer differs structurally from the ultrasound transducer described above with two vibration exciters arranged parallel to one another, but also makes it possible to introduce an oscillating torque into the bonding tool at its tool holder. In one embodiment, it is provided that at least one piezo element is provided as the vibration excitation elements, so that the transducer body comprises only one, all piezo elements supporting piezoelectric element carrier which has at least substantially the shape of a rectangular cuboid or a rectangular plate.

Aus den vorangehenden Ausführungen wird deutlich, dass die von der Erfindung vorgeschlagenen Bondvorrichtungen und deren Ultraschalltransducer wesentlich von den bisher bekannten Bauformen abweichen. Bekannte, beim Ultraschallschweißen üblicherweise eingesetzte Transducer werden von einem Schwingungserzeuger zu Längsschwingungen angeregt, übertragen diese an ein senkrecht zur Schwingungsrichtung angeordnetes Werkzeug und regen dieses zu Biegeschwingungen an. Demgegenüber zielt die vorliegende Erfindung auf eine neue Anordnung, bei der die orthogonale Ausrichtung des Werkzeuges zum Transducer nicht mehr erforderlich ist. Hinsichtlich des Massenträgheitsmoments und des Bauvolumens kann so eine verbesserte Ausführung erreicht werden. Auch lassen sich durch die Verwendung einfacher Kör per (z. B. Platten, Scheiben einfacher Kontur) die Herstellkosten des Transducers verringern und die Montage von Aktoren bzw. Schwingungserregungselementen an dem Transducer vereinfachen. Gemäß den dazu schon beschriebenen Aspekten schlägt die Erfindung vor, dass die Haupterstreckungsrichtung, also die Richtungen der Achse des minimalen Trägheitsmoments des Transducers, und des Werkzeugs identisch sind. Der Transducer wird durch Schwingungserreger bzw. Schwingungserregungselemente zu Schwingungen angeregt, so dass sich für die Betriebsfrequenz eine Schwingungsform ausbildet, die an der Befestigungsstelle des Werkzeuges eine im wesentlichen rotatorische Bewegung ausführt und dadurch das Werkzeug in einem Knoten seiner Schwingungsform zu Biegeschwingungen anregt. Als eine Möglichkeit schlägt die Erfindung vor, dass der Transducer bzw. Transducerkörper im wesentlichen aus zwei gekoppelten Bereichen eines vorzugsweise scheibenförmigen Körpers beliebiger Kontur und ggf. veränderbarer (insbesondere in Erstreckungsrichtung abgestufter) Dicke besteht und mittels Schwingungserregern bzw. Schwingungserregungselementen zu Längsschwingungen angeregt wird, wobei das Werkzeug in der Ebene des scheibenförmigen Körpers schwingt. Vorzugsweise werden mindestens zwei Aktoren (Schwingungserregungselemente) flächig im linken oder rechten Bereich auf gegenüberliegende Außenflächen des Transducers, die parallel zur Haupterstreckungsrichtung verlaufen, montiert. Eine bevorzugte Montage ist bspw. das Aufkleben der Aktoren, grundsätzlich kommen hier aber alternativ oder kombinativ kraftschlüssige, formschlüssige und stoffschlüssige Verbindungen in Betracht. Die Ansteuerung gegenüberliegender Aktoren ist bevorzugt gleichphasig. Bei einer möglichen Variante werden mindestens vier Aktoren (Schwingungserregungselemente) flächig auf jeweils zwei gegenüberliegende Außenflächen der beiden gekoppelten Bereiche, die parallel zur Haupterstreckungsrichtung verlaufen, montiert. Innerhalb eines Bereiches werden die Aktoren wieder vorzugsweise gleichphasig angesteuert, während die beiden Bereiche gegenphasig angesteuert werden (Phase ist vorzugsweise 180°).Out the previous versions It will be apparent that the bonding devices proposed by the invention and their ultrasonic transducer substantially from the previously known Different designs. Known, in ultrasonic welding usually used transducers are from a vibrator to longitudinal vibrations stimulated, transmitted this at a perpendicular to the direction of vibration tool and stimulate this to bending vibrations. In contrast, the present invention aims to a new arrangement in which the orthogonal orientation of the Tool to the transducer is no longer necessary. Regarding of the moment of inertia and the construction volume can thus achieve an improved design become. Also can be by the use of simple Kör by (z. B. plates, discs simple contour) the manufacturing cost of the transducer reduce and the installation of actuators or vibration excitation elements simplify on the transducer. According to the already described Aspects suggests the invention that the main extension direction, ie the directions the axis of minimum moment of inertia of the transducer, and the tool are identical. The transducer is caused by vibration exciters or vibration excitation elements excited to oscillate, so that for the operating frequency a Vibration forms at the attachment point of the tool performs a substantially rotational movement and thereby the tool excites in a node of its waveform to bending vibrations. When a possibility beats the invention in that the transducer or Transducererkörper in essentially of two coupled areas of a preferably disc-shaped body any Contour and possibly changeable (in particular in the direction of extension stepped) thickness and by means of vibration exciters or vibration excitation elements to longitudinal vibrations is excited, wherein the tool vibrates in the plane of the disc-shaped body. Preferably, at least two actuators (vibration excitation elements) flat in the left or right area on opposite outer surfaces of the transducer, which run parallel to the main extension direction, mounted. A preferred installation is, for example, the sticking of the actuators, basically come here but alternatively or combinative non-positive, positive and cohesive Compounds considered. The control of opposing actuators is preferred phase. In one possible Variant, at least four actuators (vibration excitation elements) flat on two opposite each other Outside surfaces of the two coupled areas parallel to the main extension direction run, mounted. Within a range are the actuators again preferably driven in phase, while the two areas in opposite phase be driven (phase is preferably 180 °).

Im Hinblick auf die Ausrichtung der Haupterstreckungsrichtung und die beschriebene Bauform ist bei dieser Lösung von einem Vertikaltransducer zu sprechen, der zwei gekoppelte Bereiche aufweist.in the Regarding the orientation of the main extension direction and the described design is in this solution by a vertical transducer to speak, which has two coupled areas.

Gemäß einer anderen, auch schon beschriebenen Lösung sieht die Erfindung vor, dass der Transducer aus einem plattenförmigen Körper, der durch den oder die Schwingungserreger bzw. durch Schwingungserregungselemente, die auf zwei gegenüberliegenden Außenflächen parallel zur Längsachse des Transducers montiert sind, zu Schwingungen angeregt wird. Das Werkzeug schwingt, im Gegensatz zu dem zuvor beschriebenen aus zwei gekoppelten Teilkörpern gebildeten Transducer, senkrecht zur Ebene des plattenförmigen Körpers. Es besteht die Möglichkeit, auf den Außenflächen in der oberen Hälfte des Körpers zwei Aktoren (Schwingungserregungselemente) zu montieren und diese gegenphasig anzusteuern. Eine Alternative sieht vor, dass vier Aktoren (Schwingungserregungselemente) auf dem Transducer montiert werden, speziell zwei Aktoren auf jeder Seite und dabei je einer in der oberen und in der unteren Hälfte. Die auf einer Seite liegenden Aktoren werden vorzugsweise gegenphasig angesteuert. Daraus folgt, dass jeweils diagonal gegenüberliegende Aktoren zueinander gleichphasig angesteuert werden. Bezüglich dieser Varianten ist im Hinblick auf die Ausrichtung und Bauform von einem einstückigen Vertikaltransducer zu sprechen.According to another solution, which has already been described, the invention provides that the transducer is made to vibrate from a plate-shaped body which is vibrated by the vibration generator (s) or by vibration excitation elements mounted on two opposite outer surfaces parallel to the longitudinal axis of the transducer. The tool vibrates, in contrast to the previously described transducer formed from two coupled part bodies, perpendicular to the plane of the plate-shaped body. It is possible to mount on the outer surfaces in the upper half of the body, two actuators (vibration excitation elements) and to control these in phase opposition. An alternative is that four actuators (vibration excitation elements) are mounted on the transducer, especially two actuators on each side, and one each in the above and in the lower half. The lying on one side actuators are preferably driven in phase opposition. It follows that each diagonally opposite actuators are driven in phase with each other. Regarding these variants, there is a one-piece vertical transducer in terms of orientation and design.

Die Erfindung bietet schließlich auch die Möglichkeit von Kombinationen aus dem Vertikaltransducer mit zwei gekoppelten Bereichen und dem einstückigen Vertikaltransducer. Diese führen dazu, dass das Bondwerkzeug in der Montageebene nicht nur auf einer Geraden, sondern auch auf einer kreisförmigen Bahn schwingen kann und/oder eine weitere Bewegungskomponente senkrecht zur Montageebene erhält.The Invention finally offers also the possibility combinations of the vertical transducer with two coupled Areas and the one-piece Vertikaltransducer. These lead that the bonding tool in the mounting plane not only on one Straight lines, but also can swing on a circular path and / or a further component of motion perpendicular to the mounting plane receives.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung von Bondverbindungen, vorzugsweise, d. h. nicht notwendig (bspw. ließen sich auch Kunststoffteile oder andere ultraschallverschweißbare Bauteile verbinden), zwischen elektrischen Leitern aus Draht- oder Bandmaterial und Kontaktstellen von Substraten, wie beispielsweise von elektrischen Schaltungen, das die folgenden Verfahrensschritte umfasst: Bereitstellen eines Bondwerkzeuges, Bereitstellen eines Ultraschall-Transducers zur Ultraschall-Schwingungsanregung des Bondwerkzeuges, wobei der Ultraschall-Transducer zumindest einen Schwingungserreger umfasst und der Schwingungserreger zumindest ein Piezoelement aufweist, Bereitstellen einer Ultraschallenergiequelle zur Versorgung des Piezoelements, vorzugsweise einer Spannungsquelle zum Anlegen von elektrischer Wechselspannung an das Piezoelement, und Schwingungsanregung des Bondwerkzeuges während des Andrücken eines zu bondenden elektrischen Leiters mittels des Bondwerkzeuges auf eine Kontaktstelle.The Invention also relates to a method for the production of bonds, preferably, d. H. not necessary (for example, could be synonymous plastic parts or connect other ultrasonically weldable components), between electrical conductors made of wire or strip material and contact points of substrates, such as electrical circuits, comprising the following steps: providing a Bonding tool, providing an ultrasonic transducer to Ultrasonic vibration excitation of the bonding tool, wherein the ultrasonic transducer includes at least one vibration exciter and the vibration exciter has at least one piezoelectric element, providing an ultrasonic energy source for supplying the piezoelectric element, preferably a voltage source for applying electrical alternating voltage to the piezo element, and vibration excitation of the bonding tool during pressing of a to be bonded electrical conductor by means of the bonding tool a contact point.

Unter Bezugnahme auf die eingangs erfolgten Ausführungen liegt der Erfindung insofern die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Bondverfahren vorteilhaft weiterzubilden.Under Reference to the above statements is the invention insofar the task is based, such a bonding method advantageous further education.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß zunächst und im wesentlichen in Verbindung mit den Merkmalen gelöst, dass für die Schwingungsanregung des Bondwerkzeuges die Ultraschallenergiequelle, vorzugsweise die Spannungsquelle, vorzugsweise deren Ultraschallfrequenz, so gewählt oder eingestellt wird, dass sich im Betrieb, vorzugsweise beim Anlegen der Wechselspannung, die Hauptverformungsrichtung des Schwingungserregers und/oder die Hauptverformungsrichtung des Piezoelementes quer zu der Polarisationsrichtung des Piezoelementes erstreckt. Zu diesbezüglichen Wirkungen und Vorteilen wird auf die insbesondere den zweiten Erfindungsaspekt betreffenden vorangehenden Ausführungen Bezug genommen.The Task is according to the invention first and essentially solved in conjunction with the features that for the Vibration excitation of the bonding tool the ultrasonic energy source, preferably the voltage source, preferably its ultrasonic frequency, so chosen or is set that in operation, preferably when creating the AC voltage, the main deformation direction of the vibration generator and / or the main deformation direction of the piezoelectric element transverse to the polarization direction of the piezoelectric element extends. For related effects and benefits is concerned with the invention in particular the second aspect previous versions Referenced.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung von Bondverbindungen, vorzugsweise zwischen elektrischen Leitern aus Draht- oder Bandmaterial und Kontaktstellen von Substraten, wie beispielsweise von elektrischen Schaltungen, das die folgenden Verfahrensschritte umfasst: Bereitstellen eines Bondwerkzeuges und eines Ultraschalltransducers zur Ultraschall-Schwingungsanregung des Bondwerkzeugs und Schwingungsanregung des Bondwerkzeugs während des Andrücken eines zu bondenden elektrischen Leiters mittels des Bondwerkzeugs auf eine Kontaktstelle.The Invention also relates to a method for the production of bonds, preferably between electrical conductors made of wire or strip material and contact points of substrates, such as electrical Circuits comprising the following steps: providing a Bonding tool and an ultrasonic transducer for ultrasonic vibration excitation of the bonding tool and vibration excitation of the bonding tool during the press an electrical conductor to be bonded by means of the bonding tool to a contact point.

Zur vorteilhaften Weiterbildung eines derartigen Verfahrens schlägt die Erfindung vor, dass in das Bondwerkzeug zu dessen Schwingungsanregung an der Werkzeugaufnahme ein oszillierendes Drehmoment eingeleitet wird, wobei die geometrische Drehachse des Drehmomentes quer zu der Werkzeuglängsachse verläuft. Zur Halterung des Bondwerkzeuges an der Bondvorrichtung bzw. an dem Bondkopf greift die Werkzeugaufnahme vorzugsweise am oberen Ende des Bondwerkzeuges an. Zu dadurch möglichen Wirkungen und Vorteilen wird auf die vorangehenden, insbesondere den dritten Erfindungsaspekt betreffenden Ausführungen Bezug genommen. Das Verfahren kann vorzugsweise so ausgeführt werden, dass das oszillierende Drehmoment am Ort eines Schwingungsknotens des Bondwerkzeuges darin eingeleitet wird.to advantageous development of such a method proposes the invention vor that in the bonding tool to its vibration excitation at the Tool holder an oscillating torque is introduced, wherein the geometric axis of rotation of the torque transverse to the tool longitudinal axis runs. For holding the bonding tool on the bonding device or on the bonding head preferably engages the tool holder at the top End of the bonding tool on. For possible effects and advantages is based on the preceding, in particular the third aspect of the invention relevant statements Referenced. The method can preferably be carried out in such a way that the oscillating torque at the location of a vibration node the bonding tool is introduced therein.

Schon aus den vorangehenden Ausführungen geht hervor, dass zur Energieversorgung des oder der Schwingungserreger zwar vorzugsweise, jedoch nicht notwendig eine Spannungsquelle zu wählen ist. Vielmehr kann als Energiequelle zur Erzeugung der Ultraschallschwingungen (d. h. als Ultraschallenergiequelle) stattdessen beispielsweise eine oder mehrere Stromquellen oder andere Arten von Energiequellen (bspw. eine magnetische Energiequelle) dienen. Im Rahmen der verschiedenen Aspekte der Erfindung bezeichnet der Begriff Schwingungserreger allgemein einen Träger mit zumindest einem daran angebrachten Schwingungserregungselement, d. h. mit zumindest einem Aktor, wobei der Aktor im allgemeinen eine piezoelektrische Arbeitsweise (in einer Ausführung als Piezoelement) oder eine magnetostriktive Arbeitsweise aufweisen kann.Nice from the previous versions shows that to power the vibrator or the Although preferably, but not necessarily a voltage source to choose is. Rather, as an energy source for generating the ultrasonic vibrations (i.e., as an ultrasonic energy source) instead, for example one or more power sources or other types of energy sources serve (for example, a magnetic energy source). As part of the various Aspects of the invention refers to the term vibration exciter generally a carrier with at least one vibration excitation element attached thereto, d. H. with at least one actuator, the actuator in general a piezoelectric operation (in an embodiment as Piezo element) or have a magnetostrictive mode of operation can.

Die genannten erfindungsgemäßen Verfahren können vorzugsweise unter Verwendung eines Ultraschall-Transducers bzw. einer Bondvorrichtung ausgeführt werden, welcher bzw. welche einzelne oder mehrere der vorangehend und/oder nachfolgend beschriebenen Merkmale aufweist.The said method according to the invention can preferably using an ultrasonic transducer or a bonding device executed whichever or whichever or several of the foregoing and / or features described below.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren, welche bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, näher beschrieben. Darin zeigt:The Invention will be described below with reference to the attached figures, which preferred embodiments of the invention show in more detail described. It shows:

1 den Bondkopf einer erfindungsgemäßen Bondvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht; 1 the bonding head of a bonding device according to the invention according to a preferred embodiment in a side view;

2 perspektivisch und demgegenüber in Vergrößerung den in der Anordnung von 1 enthaltenen Ultraschall-Transducer; 2 in perspective and in contrast in magnification in the arrangement of 1 included ultrasound transducer;

3 eine Seitenansicht des Ultraschall-Transducers in Blickrichtung III gemäß 2; 3 a side view of the ultrasonic transducer in the direction of III according to 2 ;

4 eine vergrößerte Schnittansicht des Ultraschall-Transducers entlang Schnittlinie IV-IV gemäß 3; 4 an enlarged sectional view of the ultrasonic transducer along section line IV-IV according to 3 ;

5 perspektivisch den Transducerkörper des in 2 dargestellten Ultraschall-Transducers; 5 in perspective, the transducer body of the in 2 illustrated ultrasound transducer;

6 eine am unteren Ende bereichsweise geschnittene Seitenansicht des Transducerkörpers in Blickrichtung VI gemäß 5; 6 a section at the bottom partially sectioned side view of the Transducer body in the direction of VI according to 5 ;

7 eine der 3 vergleichbare Seitenansicht, worin exemplarisch und schematisch vereinfacht Bereiche von Piezoelementen mit unterschiedlich starker Verformung bezeichnet werden; 7 one of the 3 comparable side view, which exemplarily and schematically simplified areas of piezo elements are designated with different degrees of deformation;

8 ein zu 1 alternatives Ausführungsbeispiel einer bevorzugten Halterung des Ultraschall-Transducers für die Bondkopfbefestigung; 8th one too 1 alternative embodiment of a preferred mounting of the ultrasonic transducer for Bondkopfbefestigung;

9 perspektivisch einen erfindungsgemäßen Ultraschalltransducer mit darin eingesetztem Bondwerkzeug gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel; 9 perspective view of an inventive ultrasonic transducer with inserted therein bonding tool according to another preferred embodiment;

10a eine Schnittansicht entlang der Schnittebene Xa in 9, demgegenüber etwas verkleinert und 10a a sectional view taken along the sectional plane Xa in 9 , in contrast, a little smaller and

10b die Schnittansicht gemäß 10a, wobei mittels einer gestrichelten Wellenlinie schematisch vereinfacht eine momentan auftretende Schwingungsform eingetragen ist. 10b the sectional view according to 10a , wherein by means of a dashed wavy line schematically a momentarily occurring waveform is entered.

Mit Bezug auf die 1 bis 6 wird zunächst ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bondvorrichtung und eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Bondverbindungen beschrieben, wobei 1 die Bondvorrichtung 1 nur im Bereich ihres Bondkopfes 2 zeigt und die 2 bis 6 vergrößerte Ansichten von Komponenten des Bondkopfes 2 wiedergeben. Der Bondkopf 2 ist an der Unterseite eines an der Bondvorrichtung 1 auf nicht näher dargestellte Weise um die vertikal verlaufende Drehachse D drehbar gehaltenen Rades 3 befestigt. Um eine Verdrehung zu bewirken, kann in dem Ausführungsbeispiel ein ausschnittsweise gezeigter Zahnriemen 4, der in eine Außenverzahnung des Rades 3 eingreift, mittels eines nicht mit dargestellten, von ihm umschlungenen angetriebenen Rades um eine je nach Drehwinkel gewünschte Strecke bewegt werden. Zusätzlich können Antriebe vorgesehen sein, um den gesamten Bondkopf 2 in verschiedene Richtungen einer zu der Drehachse D senkrechten Ebene seitlich zu verfahren. Der Bondkopf 2 weist ein langgestrecktes, sich entlang einer mittleren Werkzeuglängsachse W erstreckendes Bondwerkzeug 5 auf. An dessen oberem Längsende ist dieses in einer Werkzeugaufnahme 6 mit seinem Schaft in eine ebenfalls vertikale, durchmesserentsprechende Bohrung 7 (vgl. 6) eingesteckt und darin mittels einer Klemmschraube 8 fest gehalten. Am unteren Längsende des Bondwerkzeuges 5 ist eine Werkzeugspitze 9 ausgebildet, mit dessen unterer Stirn in an sich bekannter Weise ein zu bondender elektrischer Leiter, bspw. aus Draht- oder Bandmaterial, gegen eine für die Bondverbindung vorgesehene Kontaktstelle eines Substrats, vorzugsweise eines Kontakts einer Schaltung, an gedrückt werden kann. Um der Bondstelle einen draht- oder bandförmigen Leiter zuzuführen, besitzt die Bondvorrichtung eine Drahtführungseinrichtung 10, an deren unterem Ende sich eine seitlich offene Führungsnut 11 befindet. Um den elektrischen Leiter während des Bondens zu bestimmten Zeitpunkten festhalten und eine Zugwirkung darauf ausüben zu können, besitzt die Bondvorrichtung eine Klemmeinrichtung 12 mit zwei einander in Blickrichtung von 1 überdeckenden Klemmenschenkeln 13, deren freie Enden sich zwischen der Werkzeugspitze 9 und dem unteren Ende der Drahtführungseinrichtung 10 befinden. Auf die an sich bekannte Funktion der Drahtführungs- und der Klemmeinrichtung muss hier nicht näher eingegangen werden. Beide Komponenten sind in ihrer Position einstellbar und können in der jeweils gewünschten Position mittels geeigneter Mittel in Bezug auf das Rad 3 bzw. einen daran befestigten steifen Haltearm 14 fixiert werden. Die Werkzeugaufnahme 6 ist einstückig am unteren Ende eines in den 5 und 6 einzeln dargestellten Transducerkörpers 15 angeformt. Der insgesamt scheibenartige, aus einem elektrisch leitenden Werkstoff (bspw. aus Stahl) hergestellte Transducerkörper 15 umfasst im übrigen zwei jeweils rechteckig berandete Piezoelementträger 16, deren Haupterstreckungsrichtungen 17 parallel zu der geometrischen Drehach se D und der damit zusammenfallenden oder davon nur gering beabstandeten Werkzeugachse W verlaufen. Jeweils im Bereich des etwa mittleren unteren Randes geht von jedem Piezoelementträger ein Anschlusssteg 18 aus, mit dessen jeweils unterem Ende die beiden Piezoelementträger 16 voneinander seitlich beabstandet (d. h. quer zu der Drehrichtung D zueinander beabstandet) an der Oberseite der Werkzeugaufnahme 6 angreifen. Des weiteren umfasst der Transducerkörper 15 eine Haltegabel 19 zur Halterung der Piezoelementträger 16 an dem Bondkopf 2. Dazu greifen Haltearme 20 der Haltegabel 19 an ihrem unteren Längsende 21 an je einem Piezoelementträger 16 in dessen Längsmittelbereich (bezogen auf die Erstreckung bzw. Abmessungen in der Haupterstreckungsrichtung 17) einstückig an. Auf gleicher Höhe sind die sich in ihrer Haupterstreckungsrichtung 17 parallel erstreckenden Piezoelementträger 16 mittels einer Materialbrücke 22 verbunden. Ansonsten sind die beiden Piezoelementträger 16 wie dargestellt voneinander durch schmale Schlitze 23, 24 und von der Haltegabel 19 durch schmale Schlitze 25, 26 beabstandet. In ihrem oberen Bereich weist die Haltegabel 19 Durchgangsbohrungen 27 auf, mittels denen der Transducerkörper 15 mittels Schrauben 28 fest an einer Platte 29 montiert ist. Die Platte 29 ihrerseits ist mit Schrauben 30 an einem Rahmenabschnitt 31 angeschraubt, der wie der Haltearm 20 Bestandteil eines an der Unterseite des Rades 3 befestigten Montagerahmens 32 ist. In 1 ist dieser Rahmen, soweit er durch weitere Bauteile überdeckt wird, gestrichelt dargestellt. Insofern erkennbar besitzt der Montagerahmen 32 vier im Rahmenquerschnitt verringerte Abschnitte 33, die eine vergleichsweise geringere Steifigkeit aufweisen und aufgrund ihrer Nachgiebigkeit als Festkörpergelenke dienen. Der in Blickrichtung von 1 linke Rand des Montagerahmens 32 ist wie der Haltearm 20 starr an dem Rad 3 befestigt, während der in Blickrichtung rechts liegende Rahmenabschnitt 31 zufolge der Festkörpergelenke mittels einer von einem nicht mit dargestellten Aktor auf den Rahmenabschnitt 34 ausübbaren Kraft F relativ dazu um eine gewisse Wegstrecke nach unten ausgelenkt werden kann, um bspw. das Bondwerkzeug 5 von oben nach unten auf die Bondstelle anzu drücken. Wird die Kraft F aufgehoben, kehrt der Rahmenabschnitt 31 elastisch in seine Ruheposition zurück.With reference to the 1 to 6 First, a preferred embodiment of a bonding device according to the invention and a method according to the invention for the production of bonding compounds will be described, wherein 1 the bonding device 1 only in the area of its bondhead 2 shows and the 2 to 6 enlarged views of components of the bondhead 2 play. The bondhead 2 is at the bottom of one at the bonding device 1 in a manner not shown about the vertically extending axis of rotation D rotatably held wheel 3 attached. In order to effect a rotation, in the embodiment, a partially shown toothed belt 4 which is in an external toothing of the wheel 3 engages to be moved by means of a non-illustrated with him, driven by him driven wheel to a desired depending on the rotation distance. In addition, drives can be provided to the entire bondhead 2 to move laterally in different directions of a plane perpendicular to the axis of rotation D level. The bondhead 2 has an elongate, along a central tool longitudinal axis W extending bonding tool 5 on. At the upper longitudinal end of this is in a tool holder 6 with its shaft in a likewise vertical, diameter-corresponding bore 7 (see. 6 ) and therein by means of a clamping screw 8th held tight. At the lower longitudinal end of the bonding tool 5 is a tool tip 9 formed, with the lower end in a conventional manner, an electrical conductor to be bonded, for example. From wire or strip material, against a provided for the bonding connection pad of a substrate, preferably a contact of a circuit can be pressed. In order to supply the bonding point with a wire-shaped or ribbon-shaped conductor, the bonding device has a wire guiding device 10 , at the lower end of which a laterally open guide groove 11 located. In order to hold the electrical conductor during bonding at certain times and be able to exert a pulling action on it, the bonding device has a clamping device 12 with two facing each other in the direction of 1 overlapping clamp legs 13 whose free ends are between the tool tip 9 and the lower end of the wire guide device 10 are located. On the known function of Drahtführungs- and the clamping device does not need to be discussed here. Both components are adjustable in position and can be in the desired position by suitable means with respect to the wheel 3 or an attached rigid support arm 14 be fixed. The tool holder 6 is in one piece at the bottom of one in the 5 and 6 individually illustrated transducer body 15 formed. The overall disc-like, made of an electrically conductive material (eg. Made of steel) transducer body 15 Incidentally, in each case comprises two each rectangular-edged piezoelectric element carrier 16 whose main directions of extension 17 parallel to the geometric Drehach se D and the coincident or only slightly spaced tool axis W run. In each case in the region of the approximately middle lower edge of each piezoelectric element carrier is a connecting web 18 from, with its respective lower end, the two piezoelectric element carrier 16 spaced apart laterally (ie, spaced apart from each other transversely to the direction of rotation D) at the top of the tool holder 6 attack. Furthermore, the transducer body comprises 15 a holding fork 19 for holding the piezoelectric element carrier 16 at the bondhead 2 , For this purpose, hold arms 20 the holding fork 19 at its lower longitudinal end 21 on each a piezoelectric element carrier 16 in whose longitudinal center area (relative to the extent or dimensions in the main extension direction 17 ) in one piece. At the same height are in their main extension direction 17 parallel extending piezoelectric element carrier 16 by means of a material bridge 22 connected. Otherwise, the two piezo element carriers 16 as shown from each other through narrow slots 23 . 24 and from the holding fork 19 through narrow slits 25 . 26 spaced. In its upper part, the holding fork 19 Through holes 27 by means of which the transducer body 15 by means of screws 28 stuck to a plate 29 is mounted. The plate 29 in turn is with screws 30 on a frame section 31 screwed on, like the arm 20 Part of one at the bottom of the wheel 3 fixed mounting frame 32 is. In 1 is this frame, as far as it is covered by other components, shown in dashed lines. Insofar recognizable owns the mounting frame 32 four reduced in cross-section sections 33 , which have a relatively lower rigidity and serve as a solid body joints due to their flexibility. The in the direction of 1 left edge of the mounting frame 32 is like the holding arm 20 rigid on the wheel 3 attached, while the right in the direction of the frame section 31 According to the solid state joints by means of an actuator not shown on the frame section 34 exercisable force F can be deflected relative to this by a certain distance down to, for example, the bonding tool 5 Press from top to bottom on the bond. When the force F is released, the frame section returns 31 elastic return to its rest position.

Die 2 bis 4 zeigen den Transducerkörper 15 als Bestandteil des bei dem Bondkopf aus 1 vorhandenen Ultraschall-Transducers 35, in dessen Werkzeugaufnahme 6 wiederum das Bondwerkzeug 5 eingesetzt ist. Bspw. aus den 1 und 3 geht hervor, dass die Haupterstreckungsrichtung 36 des Ultraschall-Transducers 35 parallel zu der geometrischen Drehachse D des Bondkopfes verläuft, die mit der Werkzeuglängsachse W des Bondwerkzeuges zusammenfällt oder in nur geringem Abstand davon verlaufen kann. Aufgrund des in dem Beispiel gewählten, im wesentlichen seitensymmetrischen Aufbaus des Ultraschall-Transducers 35 fällt auch dessen Längssymmetrielinie S mit den geometrischen Achsen D und W bis auf einen nur geringen seitlichen Versatz (siehe ΔX in 3) zusammen. Der in den 2 bis 4 in Vergrößerung gezeigte Ultraschall-Transducer 35 weist zwei benachbarte, zueinander parallel orientierte Schwingungserreger 37 auf. Jeder Schwingungserreger 37 umfasst einen der beiden Piezoelementträger 16 sowie jeweils zwei scheibenartige, in ihrer Haupterstreckungsebene (vgl. 3) rechteckig berandete Piezoelemente 38, von denen die beiden jeweiligen zu einem Schwingungserreger gehörenden Piezoelemente flächig auf die beiden einander abgewandt gegenüberliegenden und zueinander parallelen Oberflächen 39, 40 des betreffenden Piezoelementträgers 16 über die gesamte Kontaktfläche hinweg flächig aufgeklebt sind. Die 2 und 3 zeigen, dass in dieser Kontaktebene (d. h. parallel zur Zeichenebene von 3) die Berandung bzw. die Form der Piezoelementträger 16 und der darauf aufgeklebten Piezoelemente 38 identisch ist, wobei eine insofern passgenaue bzw. fluchtende Verklebung vorliegt. Daraus resultiert, dass auch die Haupterstreckungsrichtung 41 der Piezoelemente 38 parallel zu der geometrischen Drehachse D des Bondkopfes 2 verläuft. Bei den gewählten Piezoelementen 38 ist von einer scheibenartigen Form zu sprechen, da ihre Abmessungen in der parallel zur Zeichenebene von 3 liegenden Haupt erstreckungsebene größer als die Dicke in der dazu senkrecht und parallel zur Zeichenebene von 4 verlaufenden Ebene sind. In 4 sind außerdem mit Pfeilen, die mit dem Bezugszeichen P bezeichnet sind, die Polarisationsrichtungen der vier Piezoelemente 38 angegeben. Erkennbar erstreckt sich die Polarisationsrichtung P jedes Piezoelements 38 senkrecht zu seiner Scheibenebene. Auch ist dargestellt, dass bei je einem Paar von Piezoelementen 38, das zu dem gleichen Schwingungserreger gehört, die Polarisationsrichtungen richtungsmäßig zueinander entgegengesetzt gerichtet verlaufen. In näherer Einzelheit weisen bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel die Polarisationsrichtungen P der Piezoelemente 38 des in Blickrichtung linken Schwingungserregers 37 senkrecht von den Kontaktoberflächen 39, 40 weg, d. h. nach außen. Abweichend davon weisen die Polarisationsrichtungen P der Piezoelemente 38 des in Blickrichtung rechts liegenden Schwingungserregers 37 jeweils senkrecht zu der betreffenden Kontaktfläche 39, 40 hin, d. h. nach innen. Der Ultraschall-Transducer 35 ist in dem gezeigten Beispiel an eine Spannungsquelle 42 angeschlossen, indem zwei davon ausgehende, zueinander parallel geschaltete elektrische Leiter 43 an ihren Enden mittels Lötstellen 44 an zwei einander auf dem gleichen (in 4 rechts liegenden) Piezoelementträger 16 gegenüberliegenden Piezoelementen 38 befestigt sind. Das in 4 verwendete Symbol deutet an, dass es sich bei der Spannungsquelle 42 um eine Wechselspannungsquelle handelt. Alternativ könnte eine abweichende Ultraschallenergiequelle (d. h. Energiequelle für die Erzeugung von Ultraschall), bspw. eine Wechselstromquelle, Verwendung finden. Mittels weiterer elektrischer Leiter 45 und deren Lötstellen 44 werden Paare von Piezoelementen 38, die innerhalb der gleichen Ebene auf die benachbarten Piezoelementträger aufgeklebt sind, elektrisch leitend verbunden. Des weiteren ist bei dem hier gewählten Beispiel auch die jeweilige Klebverbindung zwischen den Piezoelementen 38 und den Piezoelementträgern 16 elektrisch leitend ausgeführt, stattdessen wäre aber auch eine elektrisch nicht leitende Klebeverbindung möglich. Die Piezoelementträger 16 sind, wie mit den Bezugszeichen 46 gekennzeichnet, jeweils (oder gemeinsam) geerdet. Auf diese Weise liegt an den vier Piezoelementen 38 senkrecht zu ihrer Scheibenebene jeweils hinsichtlich Betrag und Phasenlage die gleiche Wechselspannung an, wenn die Spannungsquelle 42 eingeschaltet ist.The 2 to 4 show the transducer body 15 as part of the bonding head 1 existing ultrasound transducer 35 , in its tool holder 6 again the bonding tool 5 is used. For example. from the 1 and 3 shows that the main extension direction 36 of the ultrasound transducer 35 runs parallel to the geometric axis of rotation D of the bonding head, which coincides with the tool longitudinal axis W of the bonding tool or can run at only a small distance therefrom. Due to the chosen in the example, substantially side-symmetrical structure of the ultrasonic transducer 35 Its longitudinal symmetry line S with the geometric axes D and W also drops to only a small lateral offset (see ΔX in FIG 3 ) together. The in the 2 to 4 magnified ultrasound transducers 35 has two adjacent, mutually parallel vibration exciters 37 on. Every vibration exciter 37 includes one of the two piezo element carrier 16 and two disc-like, in their main plane of extension (see. 3 ) rectangular bounded piezoelectric elements 38 of which the two respective piezoelectric elements belonging to a vibration exciter surface on the two opposing opposite and mutually parallel surfaces 39 . 40 of the relevant piezoelectric element carrier 16 are adhered flat over the entire contact surface. The 2 and 3 show that in this contact level (ie parallel to the drawing plane of 3 ) the boundary or the shape of the Piezoelementträger 16 and the piezo elements adhered thereon 38 is identical, with a so far precisely fitting or aligned bonding is present. As a result, also the main extension direction 41 the piezo elements 38 parallel to the geometric axis of rotation D of the bondhead 2 runs. For the selected piezo elements 38 is to speak of a disc-like shape, since its dimensions in the plane parallel to the plane of 3 lying main plane of extent greater than the thickness in the perpendicular and parallel to the plane of 4 extending level. In 4 are also indicated by arrows, which are denoted by the reference symbol P, the polarization directions of the four piezo elements 38 specified. Visible extends the polarization direction P of each piezoelectric element 38 perpendicular to its disk plane. It is also shown that in each case a pair of piezo elements 38 belonging to the same vibration exciter, the polarization directions are directionally opposed to each other. In more detail, in the in 4 embodiment shown, the polarization directions P of the piezoelectric elements 38 of the left-hand directional vibration exciter 37 perpendicular from the contact surfaces 39 . 40 away, ie to the outside. Deviating from this, the polarization directions P of the piezo elements 38 of the lying in the direction of the right vibration generator 37 each perpendicular to the respective contact surface 39 . 40 towards, ie inside. The ultrasound transducer 35 is in the example shown to a voltage source 42 connected by two outgoing, parallel to each other electrical conductor 43 at their ends by means of solder joints 44 at two each other on the same (in 4 right) Piezoelementträger 16 opposite piezo elements 38 are attached. This in 4 symbol used indicates that it is the voltage source 42 is an AC source. Alternatively, a different ultrasonic energy source (ie, energy source for generating ultrasound), such as an AC source, could be used. By means of further electrical conductors 45 and their solder joints 44 become pairs of piezo elements 38 , which are glued within the same level on the adjacent piezoelectric element carrier, electrically conductively connected. Furthermore, in the example chosen here, the respective adhesive bond between the piezo elements 38 and the piezoelectric element carriers 16 electrically conductive executed, but instead would be an electric non-conductive adhesive bond possible. The piezo element carriers 16 are as with the reference numerals 46 marked, each (or jointly) grounded. This is due to the four piezo elements 38 perpendicular to its disc plane in each case in terms of magnitude and phase the same AC voltage when the voltage source 42 is turned on.

Während 3 den Ultraschall-Transducer 35 und das darin montierte Bondwerkzeug 5 bei ausgeschalteter Spannungsquelle 42 zeigt, gibt 7 zum Vergleich schematisch vereinfacht und exemplarisch die für einen bestimmten Zeitpunkt bei eingeschalteter Spannungsquelle, d. h. bei Anliegen einer elektrischen Wechselspannung mit einer exemplarisch für die Berechnungen gewählten Frequenz und Amplitude, die zufolge des piezoelektrischen Effektes auftretenden Verformungen der Schwingungserreger 37, der Werkzeugaufnahme 6 und des Bondwerkzeuges 5 wieder. Die geringen, auch im Bereich der Haltegabel 19 auftretenden Verformungen sind zur Vereinfachung nicht mit dargestellt. Dargestellt ist die Gesamtverformung einer sog. Hauptmode, wobei die Oberfläche der Piezoelemente 38 zum Zwecke der Berechnung in durch Gitter berandete Felder 47 unterteilt wurde. Aus der diagrammartigen Darstellung geht hervor, dass die relative Lageabweichung entlang eines etwa mittleren Gürtels, der die Längsenden 21 der beiden Haltearme 20 verbindet, am geringsten und an den beiden Längsenden der Piezoelemente am größten ist. Beim Vergleich mit 3 ist deutlich erkennbar, dass die in Blickrichtung links liegenden Piezoelemente 18 mit dem dazwischen befindlichen Piezoelementträger, d. h. der in Blickrichtung linke Schwingungserreger 37, durch die anliegende Wechselspannung in dem betrachteten Zeitpunkt im Vergleich zu dem spannungslosen Ruhezustand (siehe 3) eine Stauchung bzw. Längenkürzung in der zugeordneten Haupterstreckungsrichtung 17 bzw. 41 erfährt, während der rechts benachbarte Schwingungserreger 37, einschließlich seiner beiden Piezoelemente 38 und des Piezoelementträgers 16, zu diesem Zeitpunkt in dieser Richtung eine Längenzunahme erfährt. Trotz der an allen Piezoelementen zu jedem Zeitpunkt gleichen elektrischen Spannung führen die beiden Paare aufgrund der wie beschrieben unterschiedlichen Polarisationsrich tungen oszillierende, um eine halbe Phasenlänge zueinander verschobene Verformungsschwingungen aus. Die den verschiedenen Schraffuren zugeordneten Zahlenwerte geben als Vergleichswerte die jeweilige relative Lageabweichung der Bereiche gegenüber dem spannungslosen Zustand von 3 an. Aufgrund der entgegengesetzten Längenänderungen der beiden parallelen Schwingungserreger 37 wird die Werkzeugaufnahme 6, ausgehend von dem spannungslosen Ruhezustand in 3, an ihrem linken Längsende angehoben und an ihrem rechten Längsende abgesenkt, so dass um den Drehpunkt PM eine Verdrehung in Richtung des Pfeiles 48 resultiert. Der Drehpunkt PM befindet sich an dem oberen, in die Werkzeugaufnahme eingespannten Längsende des Bondwerkzeuges 5, wobei sich die geometrische Drehachse der Verdrehung durch den Punkt PM senkrecht zur Zeichenebene von 7 und insofern auch senkrecht zum Längsverlauf von Bondwerkzeug 5 erstreckt. Obwohl an allen vier Piezoelementen 38 die gleiche Spannung anliegt, wird an den beiden Schwingungserregern 37 die gewünschte zueinander gegenläufige Längenänderung erreicht, da die Polarisationsrichtung P der Piezoelemente 38 zwischen den beiden Schwingungserregern 37 umgekehrt orientiert sind. Da sich Betrag und Vorzeichen der Wechselspannung, deren Frequenz im Ultraschallbereich liegt, – also der Momentanwert – laufend ändern, hat dies auch mit entsprechender Frequenz ablaufende Längenänderungen der Schwingungserreger 37 zur Folge, wobei unter anderem zu bestimmten Zeitpunkten beide Schwingungserreger 37 die gleiche Länge aufweisen und unter anderem bei noch anderen Zeitpunkten die zu 7 entgegengesetzten Längenverhältnisse auftreten. Dies führt dazu, dass die Werkzeugaufnahme 6 zu oszillierenden Drehbewegungen um die durch den Punkt PM führende Drehachse angeregt wird, so dass am Punkt PM in das Bondwerkzeug 5 ein oszillierendes Drehmoment M eingeleitet wird. Auf diese Weise wird das Bondwerkzeug 5, wie in 7 gezeigt, zu einer Biegeschwingung angeregt. Zum Vergleich ist in 7 auch die in 3 enthaltene, d. h. den spannungslosen Ruhezustand betreffende Werkzeuglängsachse W eingetragen. Der Mittelpunkt P der Drehbewegung liegt auf dieser Referenzlinie W, d. h. stellt einen sog. Schwingungsknoten der Eigenform dar. Abweichend davon weist die Werkzeugspitze 9 eine deutliche seitliche Auslenkung senkrecht zu der Referenzlinie auf, d. h. befindet sich an einem sog. Schwingungsbauch. Im Verlauf der ablaufenden Schwingungszyklen bewegt sich die Werkzeugspitze 9 im wesentlichen senkrecht zur Werkzeuglängsachse W. Beim Andrücken eines zu bondenden elektrischen Leiters auf ein Substrat (jeweils nicht dargestellt) mittels der Werkzeugspitze 9 wird dadurch auch der Leiter relativ zu dem Substrat in Schwingungen versetzt, wodurch die Bondverbindung entsteht.While 3 the ultrasound transducer 35 and the bonding tool mounted therein 5 with the voltage source switched off 42 shows, gives 7 for comparison schematically simplified and exemplified the for a given time when the power source is switched on, ie when applying an electrical alternating voltage with an example selected for the calculations frequency and amplitude, occurring due to the piezoelectric effect deformations of the vibration exciter 37 , the tool holder 6 and the bonding tool 5 again. The low, even in the area of the retaining fork 19 occurring deformations are not shown for simplicity. Shown is the overall deformation of a so-called. Main mode, wherein the surface of the piezoelectric elements 38 for the purpose of calculation in fields bordered by grids 47 was divided. The diagram shows that the relative positional deviation along an approximately central belt, the longitudinal ends 21 the two retaining arms 20 connects, is the smallest and at the two longitudinal ends of the piezoelectric elements is greatest. When comparing with 3 is clearly visible that the lying in the direction of the left piezoelectric elements 18 with the piezoelectric element carrier in between, ie the left-hand oscillation exciter in the viewing direction 37 , by the applied AC voltage at the time considered compared to the dead state (see 3 ) a compression or length reduction in the associated main extension direction 17 respectively. 41 experiences, while the right adjacent vibration exciter 37 including its two piezo elements 38 and the piezoelectric element carrier 16 , at this time undergoes a length increase in this direction. Despite the same at all times piezoelectric elements at the same voltage, the two couples perform oscillations due to the different polarization as described directions, by half a phase length shifted deformation oscillations. The numerical values assigned to the different hatches give as comparison values the respective relative positional deviation of the regions from the de-energized state of 3 at. Due to the opposite changes in length of the two parallel vibration exciter 37 becomes the tool holder 6 , starting from the de-energized resting state in 3 , Raised at its left longitudinal end and lowered at its right longitudinal end, so that around the pivot point P M, a rotation in the direction of the arrow 48 results. The pivot point P M is located at the upper, clamped in the tool holder longitudinal end of the bonding tool 5 , wherein the geometric axis of rotation of the rotation through the point P M perpendicular to the plane of 7 and thus also perpendicular to the longitudinal course of bonding tool 5 extends. Although on all four piezo elements 38 the same voltage is applied to the two vibration exciters 37 achieved the desired mutually opposite change in length, since the polarization direction P of the piezo elements 38 between the two vibration exciters 37 are oriented inversely. Since the magnitude and sign of the alternating voltage, the frequency of which is in the ultrasonic range, ie the instantaneous value, are constantly changing, this also has length changes of the vibration exciter, which occur with the appropriate frequency 37 result, among other things, at certain times both vibration exciters 37 have the same length and, among other things at still other times to 7 opposite aspect ratios occur. This causes the tool holder 6 is excited to oscillating rotational movements about the leading axis through the point P M axis of rotation, so that at the point P M in the bonding tool 5 an oscillating torque M is initiated. In this way, the bonding tool 5 , as in 7 shown excited to a bending vibration. For comparison, in 7 also the in 3 contained, ie the dead center state concerned tool longitudinal axis W entered. The center point P of the rotational movement lies on this reference line W, ie represents a so-called vibration node of the eigenform. Deviating from this, the tool tip 9 a significant lateral deflection perpendicular to the reference line, ie located on a so-called. Schwingungsbauch. In the course of the running oscillation cycles, the tool tip moves 9 substantially perpendicular to the tool longitudinal axis W. When pressing an electrical conductor to be bonded to a substrate (not shown) by means of the tool tip 9 As a result, the conductor is also caused to oscillate relative to the substrate, whereby the bond connection is produced.

Bei dem in den 3 und 7 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Spannungsquelle 42 (die in 7 zur besseren Übersicht nicht mit dargestellt ist) hinsichtlich der erzeugten Wechselspannung und deren Spannungsfrequenz so auf das gesamte schwingende System abgestimmt, dass sich beim Anlegen der Wechselspannung die geometrischen Verformungslinien 49 der beiden Schwingungserreger 37, die den geometrischen Hauptverformungslinien 50 der Piezoelemente 38 entsprechen, quer zu der Polarisationsrichtung P der Piezoelemente 38 erstrecken. Die geometrischen Hauptverformungslinien 49, 50 entsprechen bedeutungsmäßig der vorzeichenunabhängigen Hauptverformungsrichtung. In 7 ist die senkrecht zur Zeichenebene durch den Punkt PM führende Drehachse mit A und das um diese Drehachse A in das Bondwerkzeug 5 eingeleitete Drehmoment mit dem Bezugszeichen M bezeichnet.In the in the 3 and 7 The embodiment shown is the voltage source 42 (in the 7 is not shown for clarity) with respect to the generated AC voltage and their voltage frequency so tuned to the entire oscillating system that when applying the AC voltage, the geometric deformation lines 49 of the two vibration exciters 37 representing the main geometric deformation lines 50 the piezo elements 38 correspond, transverse to the polarization direction P of the piezo elements 38 extend. The geometric main deformation lines 49 . 50 Significantly correspond to the premise chenunabhängigen main deformation direction. In 7 is the perpendicular to the plane through the point P M leading axis of rotation with A and that about this axis of rotation A in the bonding tool 5 introduced torque designated by the reference symbol M.

8 zeigt in Form einer überwiegend geschnittenen Seitenansicht den erläuterten Ultraschall-Transducer 35 in Verbindung mit einem von 1 abweichend gestalteten Montagerahmen 32. Dieser kann mittels seiner nur angedeuteten Verschraubungen 51 vorzugsweise an dem in 1 gezeigten Rad 3 angebracht werden, d. h. kann bei dem in 1 gezeigten Bondkopf anstelle des dort dargestellten Montagerahmens 32 eingesetzt werden. An den einander zuweisenden Enden 52 des unteren Querträgers 53 greift der Montagerahmen 32 an je einen Piezoelementträger 16 an. Dieser Anschluss kann entweder integral bzw. einstückig oder mehrteilig (bspw. durch Verklebung, Verschraubung oder dergleichen) auf beliebige Weise erfolgen. In dem bevorzugten Fall, dass die Anschlüsse an den mit 52 bezeichneten Stellen einstückig ausgeführt sind, handelt es sich bei der Kombination aus Transducerkörper 15 und Rahmen 32 um ein einziges Bauteil. Ausgehend von der Darstellung in 8 wäre dann die Schraffur im Bereich der Piezoelementträger 16 entsprechend der Schraffur des Rahmens 32 zu wählen. Der Angriff erfolgt jeweils in einem mittleren Längenbereich der Schwingungserreger 37 auf Höhe der Materialbrücke 22, so dass auch auf eine gesonderte Haltegabel 19 (vgl. 1) verzichtet werden kann. In dem unteren Quersteg 53 sind jeweils angrenzend an den Ultraschall-Transducer 35 und an die Vertikalträger 54 paarweise Abschnitte 33 mit verringertem Rahmenquerschnitt vorgesehen, die als Festkörpergelenke wirken. Auf diese Weise wird ein insbesondere sogar einteiliges Transducer-Parallelogramm gebildet, das eine gewisse elastische Absenkung des Bondwerkzeuges 5 mittels einer nach unten gerichteten Andruckkraft F ermöglicht. Die Andruckkraft F kann bspw. wie in 8 dargestellt an der Materialbrücke 22 oder an anderer Stelle des Transducers angreifen. 8th shows in the form of a predominantly sectioned side view of the illustrated ultrasonic transducer 35 in conjunction with one of 1 deviating designed mounting frame 32 , This can by means of his only indicated screwing 51 preferably at the in 1 shown wheel 3 be attached, ie can in the in 1 Bonding head shown instead of the mounting frame shown there 32 be used. At the ends facing each other 52 of the lower cross member 53 grips the mounting frame 32 on each a piezoelectric element carrier 16 at. This connection can be made either integrally or in one piece or in several parts (for example by gluing, screwing or the like) in any desired manner. In the preferred case, that the connections to the with 52 designated bodies are made in one piece, it is the combination of Transducererkörper 15 and frame 32 around a single component. Starting from the illustration in 8th Would then be the hatching in the region of the piezo element carrier 16 according to the hatching of the frame 32 to choose. The attack takes place in each case in a medium length range of the vibration exciter 37 at the level of the material bridge 22 so that too on a separate holding fork 19 (see. 1 ) can be omitted. In the lower crossbar 53 are each adjacent to the ultrasound transducer 35 and to the vertical beams 54 pairwise sections 33 provided with reduced frame cross-section, which act as solid-state joints. In this way, a particular even one-piece transducer parallelogram is formed, which provides a certain elastic lowering of the bonding tool 5 by means of a downward pressure force F allows. The pressing force F can, for example, as in 8th shown on the material bridge 22 or attack elsewhere on the transducer.

In den 9 und 10a, 10b ist ein von den vorangehenden Figuren abweichender erfindungsgemäßer Ultraschalltransducer 35 gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel gezeigt. Zur besseren Übersicht sind dabei bezüglich entsprechender Merkmale die gleichen Bezugszeichen wie vorangehend verwendet. In den Ultraschalltransducer 35 ist in den 9 und 10 ein Bondwerkzeug 5 eingesetzt und darin (vgl. auch 10a, 10b) mittels einer Klemmschraube 8 festgeklemmt. Der Ultraschalltransducer 35 umfasst einen Transducerkörper 15, der abgesehen von einer Bohrung 7 zur Aufnahme des Bondwerkzeugs 5 und einer Gewindebohrung zum Einschrauben der Klemmschraube 8 als ein rechteckiger Quader aus Vollmaterial beschaffen ist. In dem gezeigten Beispiel besitzt der Ultraschalltransducer 35 insgesamt vier Schwin gungserregungselemente 55, bei denen es sich jeweils um ein plattenförmiges Piezoelement 38 handelt. Davon sind zwei Piezoelemente 38, die bezüglich der Richtung der Werkzeuglängsachse W hintereinander liegen, auf die eine Seite bzw. auf die gleiche Oberfläche 39 des Transducerkörpers 15 flächig aufgeklebt, wobei das dem Bondwerkzeug 5 zugewandte Piezoelement 38 eine Durchbrechung für die Klemmschraube 8 aufweist. Auf die gegenüberliegende, zu der Oberfläche 39 parallel verlaufende Oberfläche 40 sind projektionsmäßig fluchtend zu den beiden vorgenannten Piezoelementen zwei weitere Piezoelemente 38 aufgeklebt. Insofern umfasst der Transducerkörper 15 in dem Beispiel der 9 und 10 nur einen Piezoelementträger 16. 10b zeigt schematisch vereinfacht, dass der Ultraschalltransducer 35 mit daran montiertem Bondwerkzeug 5 eine Schwingungsmode aufweist, deren Schwingungsform im Montagepunkt 56 des Bondwerkzeugs 5, an welchem die Klemmung erfolgt, eine rotatorisch oszillierende Bewegung um eine gedachte bzw. geometrische Drehachse A bewirkt, die durch den Schwingungsknoten auf Höhe des Montagepunkts 56 senkrecht zu der Zeichenebene von 10b verläuft. Insofern erstreckt sich auch eine von der Werkzeuglängsachse W (d. h. der Längsrichtung des Bondwerkzeugs) und der besagten Drehachse A aufgespannte gedachte bzw. geometrische Bezugsebene E in 10b senkrecht zur dortigen Zeichenebene. Es wird deutlich, dass alle vier Schwingungserregungselemente 55 (d. h. alle Piezoelemente 38) von der Bezugsebene E seitlich bzw. in zu der Erstreckungsebene der Peizoelemente 38 senkrechter Richtung beabstandet angeordnet sind. Zu diesen vier Piezoelementen 38 zeigt 10a die jeweiligen Polarisationsrichtungen P. Auf der in Blickrichtung linken Seite besitzt das obere Piezoelement 38 eine von der Oberfläche 39 weg weisende Polarisationsrichtung P, während das untere Piezoelement 38 eine zu der Oberfläche 39 hin weisende Polarisationsrichtung P besitzt. Auf der gegenüberliegenden Seite weist das obere Piezoelement eine zu der Oberfläche 40 hin weisende Polarisationsrichtung P und das untere Piezoelement 38 eine von der Oberfläche 40 weg weisende Polarisationsrichtung P auf. Wird der Schwingungserregungsele mentträger 57, bei dem es sich im Beispiel aufgrund der Verwendung von Piezoelementen als Schwingungserregungselemente um den Piezoelementträger 16 handelt, zum Beispiel geerdet und an die freien Oberflächen der Piezoelemente 38 eine zueinander gleichphasige Wechselspannung angelegt, führt dies innerhalb der Ebenen der Piezoelemente 38 und somit auch oder sogar überwiegend parallel zur gedachten Verlängerung der Werkzeuglängsachse zu zeitlich abwechselnden Dehnungen und Stauchungen. Die in 10b eingetragenen Pfeile veranschaulichen, dass die beiden Piezoelemente 38, deren Polarisationsrichtung P zu dem Transducerkörper 15 hin zeigt, eine zueinander phasengleiche Längenänderung (in dem dargestellten Zeitpunkt gerade eine Dehnung) erfahren und dass die beiden verbleibenden Piezoelemente 38, deren Polarisationsrichtung jeweils von dem Transducerkörper 15 weg weist, eine ebenfalls paarweise gleiche, jedoch zu den beiden vorangehend genannten Piezoelementen 38 entgegengesetzte Längenänderung (für den dargestellten Zeitpunkt also gerade eine Stauchung) erfahren. Somit erfahren je zwei Piezoelemente 38, die einander bezogen auf die Bezugsebene E fluchtend gegenüberliegen, zueinander entgegengesetzte Längenänderungen. Auch je zwei Piezoelemente 38, die auf der gleichen Oberfläche (39 oder 40) aufgeklebt sind, erfahren zueinander jeweils entgegengesetzte Längenänderungen. In den 9 und 10a, 10b ist die Spannungs- bzw. Stromversorgung der Piezoelemente 38 nicht mit dargestellt. Beispielsweise könnte aber, wie schon ausgeführt, der Transducerkörper geerdet werden (oder ein anderes Potential daran angelegt werden) und an die freie flächige Oberfläche aller Piezoelemente 38, bspw. auch mittels elektrisch leitender Verbindung untereinander, eine zueinander gleichphasige Wechselspannung angelegt werden.In the 9 and 10a . 10b is a different from the preceding figures ultrasonic transducer according to the invention 35 shown according to another preferred embodiment. For a better overview, the same reference numerals as above are used with regard to corresponding features. In the ultrasonic transducer 35 is in the 9 and 10 a bonding tool 5 used and therein (see also 10a . 10b ) by means of a clamping screw 8th clamped. The ultrasound transducer 35 includes a transducer body 15 That apart from a bore 7 for receiving the bonding tool 5 and a threaded hole for screwing the clamping screw 8th as a rectangular cuboid made of solid material is. In the example shown, the ultrasonic transducer has 35 a total of four vibra- tion excitation elements 55 , which are each a plate-shaped piezoelectric element 38 is. Of these are two piezo elements 38 , which lie one behind the other with respect to the direction of the tool longitudinal axis W, on the one side or on the same surface 39 of the transducer body 15 glued flat, which is the bonding tool 5 facing piezoelectric element 38 an opening for the clamping screw 8th having. On the opposite, to the surface 39 parallel surface 40 are projection-aligned with the two aforementioned piezo elements two further piezo elements 38 glued. In this respect, the transducer body comprises 15 in the example of 9 and 10 only one piezo element carrier 16 , 10b shows schematically simplified that the ultrasonic transducer 35 with attached bonding tool 5 has a vibration mode whose waveform in the mounting point 56 of the bonding tool 5 at which the clamping takes place, causes a rotationally oscillating movement about an imaginary or geometric axis of rotation A, through the vibration node at the level of the mounting point 56 perpendicular to the plane of 10b runs. In this respect, an imaginary or geometric reference plane E in also spanned by the tool longitudinal axis W (ie the longitudinal direction of the bonding tool) and the said axis of rotation A extends 10b perpendicular to the drawing plane. It becomes clear that all four vibration excitation elements 55 (ie all piezo elements 38 ) from the reference plane E laterally or in the plane of extension of the Peizoelemente 38 are arranged vertically spaced. To these four piezo elements 38 shows 10a the respective polarization directions P. On the left side in the viewing direction has the upper piezoelectric element 38 one from the surface 39 pointing away polarization direction P, while the lower piezoelectric element 38 one to the surface 39 has pointing polarization direction P. On the opposite side, the upper piezoelectric element has one to the surface 40 pointing polarization direction P and the lower piezo element 38 one from the surface 40 pointing away polarization direction P on. Will the Schwingungserregungsele mentträger 57 , In which it is in the example due to the use of piezoelectric elements as vibration excitation elements to the piezoelectric element carrier 16 is grounded, for example, and to the free surfaces of the piezoelectric elements 38 applied to each other in-phase AC voltage, this leads within the levels of the piezo elements 38 and thus also or even predominantly parallel to the imaginary extension of the tool longitudinal axis to temporally alternating strains and compressions. In the 10b Registered arrows illustrate that the two piezo elements 38 , whose polarization direction P to the transducer body 15 indicates a mutually in-phase change in length (in the illustrated time just an elongation) and that the two remaining piezoelectric elements 38 , whose polarization direction respectively from the transducer body 15 points away, also a pair of the same, but to the two above-mentioned piezoelectric elements 38 opposite change in length (for the time shown so just a compression experienced). Thus experienced each two piezo elements 38 , which are opposite to each other with respect to the reference plane E aligned, mutually opposite changes in length. Also two piezo elements each 38 that are on the same surface ( 39 or 40 ) are glued to each other in each case opposite changes in length. In the 9 and 10a . 10b is the voltage or power supply of the piezo elements 38 not shown. For example, but as already stated, the transducer body could be grounded (or another potential applied thereto) and to the free surface area of all the piezoelectric elements 38 , For example, by means of electrically conductive connection with each other, a mutually in-phase AC voltage can be applied.

Bei dem Transducerkörper 15 handelt es sich um einen quaderförmigen Grundkörper aus metallischem Werkstoff, dessen längste Seite vertikal steht, d. h. sich in Richtung der Verlängerung der Werkzeuglängsachse W, erstreckt. Aufgrund der wie zuvor beschrieben gegenläufigen Längenänderungen der Piezoelemente 38 vollführt der Transducerkörper 15 Biegeschwingungen, wobei der Querschnitt in ”Biegerichtung”, d. h. in bzgl. der Blickrichtung von 10a, 10b seitlicher bzw. horizontaler Richtung, die geringste Ausdehnung aufweist. Vorzugsweise und in dem gezeigten Beispiel schwingt der Transducerkörper, wie in 10b dargestellt, in seiner zweiten Biege-Eigenmode. Bei zwei freien Rändern besitzt diese Eigenmode drei Schwingungsknoten, von denen sich der unterste auf der Höhe des Montagepunkts 56 des Bondwerkzeugs 5 befindet. In dem Beispiel befinden sich darunter über die Länge des Bondwerkzeugs 5 verteilt noch drei weitere, ebenfalls mit 58 bezeichnete Schwingungsknoten. Auch das Bondwerkzeug 5 vollführt somit Biegemoden. Das Bondwerkzeug 5 und der Transducerkörper 15 sind von ihren geometrischen Abmaßen und den Werkstoffeigenschaften so abgestimmt, dass sie jedes für sich allein in etwa die gleichen Eigenfrequenzen aufweisen (für die genannten Eigenmoden). Werden diese beiden Teile zusammengefügt, zeigt auch das Gesamtsystem eine entsprechende Eigenfrequenz. Dabei ist bevorzugt (wie dargestellt), dass der obere Schwingungsknoten 58 des Bondwerkzeugs 5 und der untere Schwingungsknoten 58 des Transducerkörpers 15 örtlich auf einem gemeinsamen Punkt liegen. An dieser Stelle bzw. auf dieser Höhe befindet sich auch die Klemmung des Bondwerkzeugs 5 mittels der Klemmschraube 8 (im Beispiel eine Madenschraube). In diesem Sinne setzt das Bondwerkzeug 5 die Biegeschwingung des Transducerkörpers 15 nahtlos fort. Um das Bondwerkzeug 5 klemmen zu können, befindet sich die sacklochförmige Bohrung 7 für das Bondwerkzeug 5 nicht exakt mittig in der Biegeebene des Transducerkörpers 15, wobei jedoch ein leichter Versatz das Schwingungsverhalten kaum beeinträchtigt. Alternativ wäre aber auch eine Lagerung des Bondwerkzeugs ideal mittig in der Biegeebene möglich. In der Ebene orthogonal zu der Biegeebene sitzt das Bondwerkzeug 5 in dem Beispiel ideal mittig.At the transducer body 15 it is a cuboid basic body made of metallic material whose longest side is vertical, that extends in the direction of the extension of the tool longitudinal axis W. Due to the opposite as previously described changes in length of the piezoelectric elements 38 performs the Transducer body 15 Bending vibrations, wherein the cross section in "bending direction", ie in respect to the viewing direction of 10a . 10b lateral or horizontal direction, which has the least extension. Preferably, and in the example shown, the transducer body vibrates as in FIG 10b shown in its second bending eigenmode. For two free edges, this eigenmode has three nodes, of which the lowest is at the height of the mounting point 56 of the bonding tool 5 located. In the example below are the length of the bonding tool 5 distributed three more, also with 58 designated vibration node. Also the bonding tool 5 thus performs bending modes. The bonding tool 5 and the transducer body 15 are tuned by their geometrical dimensions and the material properties so that they each have approximately the same eigenfrequencies on their own (for the named eigenmodes). If these two parts are joined together, the overall system also shows a corresponding natural frequency. It is preferred (as shown) that the upper node vibration 58 of the bonding tool 5 and the lower node of vibration 58 of the transducer body 15 locally on a common point. At this point or at this level is also the clamping of the bonding tool 5 by means of the clamping screw 8th (in the example a grub screw). In this sense, the bonding tool sets 5 the flexural vibration of the transducer body 15 seamlessly on. To the bonding tool 5 to be able to clamp, there is the blind hole-shaped bore 7 for the bonding tool 5 not exactly centered in the bending plane of the transducer body 15 However, a slight offset hardly affects the vibration behavior. Alternatively, however, a bearing of the bonding tool would ideally be possible in the middle in the bending plane. The bonding tool sits in the plane orthogonal to the bending plane 5 in the example ideally in the middle.

In dem Ausführungsbeispiel (vgl. 9) kann die Lagerung des Ultraschalltransducers 35 bzw. dessen Montage an einen Bondkopf mittels zweier seitlicher Anschlusseinrichtungen 59 erfolgen, die zueinander gegenüberliegend an den beiden zu den Flächen 39, 40 orthogonal verlaufenden seitlichen Oberflächen des Transducerkörpers 15 angebracht sind. Diese besitzen jeweils eine Anschlussbohrung 60, in oder durch die nicht mit dargestellte Befestigungsschrauben zur Montage an den Bondkopf geführt werden können. An jeder Anschlusseinrichtung befindet sich ober- und unterhalb der Anschlussbohrung 60 jeweils ein Festkörpergelenk 61 (d. h. insgesamt existieren vier Festkörpergelenke 61), wobei es sich um Regionen mit geringerem Querschnitt handelt, um die Biegeschwingungen zu entkoppeln. Vorzugsweise liegen diese Biegezonen genau auf der Höhe des oberen und des mittleren Schwingungsknotens 58 des Transducerkörpers 15 (vgl. 10b). Hier vollführt der Grundkörper eine quasi reine Rotation, wodurch die Biegegelenke ideal wirken und auf diese Weise das Schwingungssystem von seiner Umgebung entkoppeln können. Alternativ sind auch Varianten möglich, bei denen sich die Festkörpergelenke auf Höhe des oberen und des unteren Schwingungsknotens 58 des Transducerkörpers 15 oder auf Höhe des mittleren und des unteren Schwingungsknotens 58 des Transducerkörpers 15 befinden. Ober- und unterhalb der Festkörpergelenke 61 befinden sich Verbindungen der Anschlusseinrichtungen 59 mit dem Transducerkörper 15. Vorzugsweise sind die Anschlusseinrichtung 59 mit dem Transducerkörper 15 einstückig bzw. integral ausgeführt, d. h. die Lagerung und der Grundkörper sind einteilig gestaltet, es wäre aber auch eine abweichende Ausgestaltung denkbar.In the embodiment (cf. 9 ) can be the storage of the ultrasonic transducer 35 or its mounting to a bonding head by means of two lateral connection devices 59 take place, which are opposite to each other at the two to the surfaces 39 . 40 orthogonal lateral surfaces of the transducer body 15 are attached. These each have a connection bore 60 , in or through which can not be performed with mounting screws shown for mounting to the bonding head. Each connection device is located above and below the connection bore 60 each a solid-state joint 61 (ie there are four total solid joints in total 61 ), which are regions of smaller cross-section to decouple the bending vibrations. Preferably, these bending zones lie exactly at the height of the upper and middle vibration nodes 58 of the transducer body 15 (see. 10b ). Here, the basic body performs a quasi-pure rotation, whereby the bending joints act ideally and can decouple the vibration system from its environment in this way. Alternatively, variants are possible in which the solid-state joints at the level of the upper and lower vibration node 58 of the transducer body 15 or at the level of the middle and the lower vibrational node 58 of the transducer body 15 are located. Above and below the solid joints 61 There are connections of the connection devices 59 with the transducer body 15 , Preferably, the connection device 59 with the transducer body 15 executed in one piece or integrally, ie the storage and the body are designed in one piece, but it would also be a different design conceivable.

Auch bei der in den 9 und 10 gezeigten Ausführungsform werden die Ultraschallschwingungen von dünnen Piezoplatten erzeugt. Auch hier wird die Schwingungsrichtung orthogonal zu der Polarisationsrichtung P und zum elektrischen Feld genutzt. Wie schon oben erläutert, werden, um die Schwingungsmode des Grundkörpers (speziell die zweite Biegemode) ideal anzuregen, insgesamt vier Piezoelemente 38 verwendet, wobei sich die jeweils diagonal gegenüberliegenden Elemente in zueinander gleicher Weise zeitlich syn chron dehnen bzw. strecken. Abwandlungen sind beispielsweise dadurch möglich, dass entweder auf die beiden auf der Oberfläche 39 aufgeklebten Piezoelemente 38 oder auf die beiden auf der Oberfläche 40 aufgeklebten Piezoelemente 38 verzichtet wird. Auch bei der dadurch entstehenden Ausführungsvariante würde der Transducerkörper 15 noch zu seiner zweiten Biegemode angeregt. Eine andere Abwandlung wäre beispielsweise möglich, indem mit Bezug auf die 10a, 10b entweder auf die beiden oberen oder auf die beiden unteren Piezoelemente 38 verzichtet wird. Bei einer solchen Anordnung würde der Transducerkörper 15 zu seiner ersten Biegemode angeregt, wobei auch hier, bei geeigneter Abstimmung, eine oszillierende Drehmomenteinleitung in das Bondwerkzeug 5 erfolgt. Analog sind auch Ausführungen möglich, bei denen ausgehend von den 9 und 10 auf jede Oberfläche 39, 40 noch ein oder mehrere zusätzliche, in Verlängerung der Werkzeuglängsrichtung W hintereinander liegenden Piezoelemente 38 vorgesehen sind, um dadurch den Transducerkörper 15 zu höheren Biegemoden anzuregen.Also in the in the 9 and 10 In the embodiment shown, the ultrasonic vibrations are generated by thin piezoplates. Again, the direction of oscillation orthogonal to the polarization direction P and the electric field is used. As already explained above, in order to ideally excite the vibration mode of the main body (especially the second bending mode), a total of four piezo elements are used 38 used, with each diago nal opposing elements in a similar manner temporally syn chron stretch or stretch. Modifications are possible, for example, in that either on the two on the surface 39 glued piezo elements 38 or on the two on the surface 40 glued piezo elements 38 is waived. Even with the resulting embodiment of the transducer body would 15 still excited to his second bending mode. Another modification would be possible by way of example with reference to FIGS 10a . 10b either on the two upper or on the two lower piezo elements 38 is waived. In such an arrangement, the transducer body would 15 excited to its first bending mode, whereby here, with a suitable vote, an oscillating torque introduction into the bonding tool 5 he follows. Analogously, embodiments are possible in which, starting from the 9 and 10 on every surface 39 . 40 one or more additional, in extension of the tool longitudinal direction W consecutive piezo elements 38 are provided to thereby the Transducererkörper 15 to encourage higher bending modes.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.All disclosed features are (for itself) essential to the invention. In the disclosure of the application will hereby also the disclosure content of the associated / attached priority documents (Copy of the advance notice) fully included, too for the purpose, features of these documents in claims present Registration with.

Claims (33)

Bondvorrichtung, insbesondere zur Herstellung von Bondverbindungen zwischen elektrischen Leitern aus Draht- oder Bandmaterial und Kontaktstellen von Substraten wie insbesondere von elektrischen Schaltungen, wobei die Bondvorrichtung einen um eine, insbesondere senkrechte, geometrische Drehachse (D) drehbaren Bondkopf (2) aufweist, an dem ein Bondwerkzeug (5) und ein Ultraschalltransducer (35) zur Ultraschall-Schwingungsanregung des Bondwerkzeugs (5) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Haupterstreckungsrichtung (36) des Ultraschalltransducers (35) und/oder dessen Erstreckungsrichtung in Richtung der Achse des minimalen Massenträgheitsmoments parallel zu der geometrischen Drehachse (D) des Bondkopfes (2) erstreckt.Bonding device, in particular for the production of bond connections between electrical conductors made of wire or strip material and contact points of substrates such as in particular of electrical circuits, wherein the bonding device around a, in particular vertical, geometric axis of rotation (D) rotatable bondhead ( 2 ), to which a bonding tool ( 5 ) and an ultrasonic transducer ( 35 ) for ultrasonic vibration excitation of the bonding tool ( 5 ) are provided, characterized in that the main extension direction ( 36 ) of the ultrasound transducer ( 35 ) and / or its direction of extension in the direction of the axis of the minimum mass moment of inertia parallel to the geometric axis of rotation (D) of the bonding head ( 2 ). Ultraschalltransducer, insbesondere für eine Bondvorrichtung zur Ultraschall-Schwingungsanregung des Bondwerkzeugs der Bondvorrichtung, wobei der Ultraschalltransducer zumindest einen Schwingungserreger umfasst und der Schwingungserreger zumindest ein Piezoelement aufweist und wobei eine Ultraschallenergiequelle, insbesondere eine Spannungsquelle zum Anlegen von elektrischer Wechselspannung an das Piezoelement, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallenergiequelle, insbesondere die Spannungsquelle (42), insbesondere deren Frequenz, daran angepasst oder so einstellbar ist, dass sich im Betrieb, insbesondere beim Anliegen der Wechselspannung, die Hauptverformungsrichtung des Schwingungserregers (37) und/oder die Hauptverformungsrichtung des Piezoelements (38) quer zur Polarisationsrichtung (P) des Piezoelements (38) erstrecktUltrasonic transducer, in particular for a bonding device for ultrasonic vibration excitation of the bonding tool of the bonding device, wherein the ultrasonic transducer comprises at least one vibration exciter and the vibration exciter comprises at least one piezoelectric element and wherein an ultrasonic energy source, in particular a voltage source for applying electrical alternating voltage to the piezoelectric element is provided by in that the ultrasonic energy source, in particular the voltage source ( 42 ), in particular their frequency, adapted thereto or is adjustable so that in operation, in particular when applying the AC voltage, the main deformation direction of the vibration generator ( 37 ) and / or the main deformation direction of the piezo element ( 38 ) transversely to the polarization direction (P) of the piezoelectric element ( 38 ) Bondvorrichtung, insbesondere zur Herstellung von Bondverbindungen zwischen elektrischen Leitern aus Draht- oder Bandmaterial und Kontaktstellen von Substraten wie insbesondere von elektrischen Schaltungen, wobei die Bondvorrichtung (1) einen Bondkopf (2) aufweist, der ein Bondwerkzeug (5) und einen Ultraschalltransducer (35) gemäß dem vorangehenden Anspruch umfasst.Bonding device, in particular for producing bonds between electrical conductors made of wire or strip material and contact points of substrates, in particular of electrical circuits, wherein the bonding device ( 1 ) a bondhead ( 2 ), which is a bonding tool ( 5 ) and an ultrasonic transducer ( 35 ) according to the preceding claim. Ultraschalltransducer zur Ultraschall-Schwingungsanregung eines Bondwerkzeugs, wobei der Ultraschalltransducer zumindest zwei voneinander beabstandet an einer Werkzeugaufnahme angreifende Schwingungserreger aufweist und wobei zumindest eine Ultraschallenergiequelle zur Versorgung der Schwingungserreger, insbesondere zumindest eine Spannungsquelle zum Anlegen von elektrischer Wechselspannung an die Schwingungserreger, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Ultraschallenergiequellen, insbesondere die Spannungsquelle (42) oder die Spannungsquellen, insbesondere die Frequenz und/oder die Phasenlage, in der Weise auf den Ultraschalltransducer (35) und das Bondwerkzeug (5) abgestimmt oder abstimmbar ist bzw. sind, dass im Betrieb die Hauptverformungsrichtungen der beiden Schwingungserreger (37) zueinander parallel oder im Wesentlichen parallel verlaufen und die sich zeitlich ändernden Verformungen der beiden Schwingungserreger in den Hauptverformungsrichtungen zueinander phasenverschoben, insbesondere um eine halbe Periode phasenverschoben, resultieren.Ultrasonic transducer for ultrasonic vibrational excitation of a bonding tool, wherein the ultrasound transducer has at least two vibration exciters spaced apart from one another and wherein at least one ultrasound energy source is provided for supplying the vibration exciters, in particular at least one voltage source for applying alternating electrical voltage to the vibration exciters, characterized that one or more ultrasonic energy sources, in particular the voltage source ( 42 ) or the voltage sources, in particular the frequency and / or the phase position, in such a way to the ultrasonic transducer ( 35 ) and the bonding tool ( 5 ) is tuned or tunable, that during operation the main directions of deformation of the two vibration exciters ( 37 ) parallel to each other or substantially parallel and the time-varying deformations of the two vibration exciters phase-shifted in the main deformation directions to each other, in particular phase-shifted by half a period, result. Bondvorrichtung, insbesondere zur Herstellung von Bondverbindungen zwischen elektrischen Leitern aus Draht- oder Bandmaterial und Kontaktstellen von Substraten wie insbesondere von elektrischen Schaltungen, wobei die Bondvorrichtung einen Bondkopf aufweist, an dem ein in einer Werkzeugaufnahme aufgenommenes Bondwerkzeug, bei dem es sich insbesondere um ein Wedge handelt, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Bondkopf der Bondvorrichtung ein Ultraschalltransducer gemäß Anspruch 4 vorgesehen ist.Bonding device, in particular for the production of Bond connections between electrical conductors made of wire or strip material and contact points of substrates such as in particular of electrical Circuits, wherein the bonding device has a bonding head, on which a bonding tool received in a tool holder, which is in particular a wedge, is provided, characterized in that on the bonding head of the bonding device an ultrasonic transducer according to claim 4 is provided. Bondvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass sich die geometrische Längssymmetrieachse (S) des Ultraschalltransducers (35) parallel zu der geometrischen Drehachse (D) des Bondkopfes (2), insbesondere auf der Drehachse (D) oder in geringem Abstand davon, und/oder parallel zu der Längsmittellinie (W) des Bondwerkzeugs (5), insbesondere auf der Längsmittellinie (W) oder in geringem Abstand davon, erstreckt.Bonding device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the geo metric longitudinal axis of symmetry (S) of the ultrasonic transducer ( 35 ) parallel to the geometric axis of rotation (D) of the bonding head ( 2 ), in particular on the axis of rotation (D) or at a small distance therefrom, and / or parallel to the longitudinal center line (W) of the bonding tool ( 5 ), in particular on the longitudinal center line (W) or at a small distance therefrom. Bondvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschalltransducer (35) zumindest einen Schwingungserreger (37) umfasst und jeder Schwingungserreger (37) zumindest ein Piezoelement (38) aufweist, wobei jedes Piezoelement (38) eine Haupterstreckungsrichtung (41) aufweist, die sich parallel zu der geometrischen Drehachse (D) des Bondkopfes (2) erstreckt.Bonding device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the ultrasonic transducer ( 35 ) at least one vibration generator ( 37 ) and each vibration exciter ( 37 ) at least one piezoelectric element ( 38 ), each piezo element ( 38 ) a main extension direction ( 41 ), which are parallel to the geometric axis of rotation (D) of the bond head ( 2 ). Bondvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallenergiequelle, insbesondere die Spannungsquelle (42), insbesondere deren Spannungsfrequenz, so angepasst oder so einstellbar ist, dass sich bei Anliegen der Wechselspannung die Hauptverformungsrichtung des Schwingungserregers (37) und/oder des Piezoelements (38) zumindest im wesentlichen in die Haupterstreckungsrichtung (41) des Piezoelements (38) erstreckt.Bonding device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the ultrasonic energy source, in particular the voltage source ( 42 ), in particular the voltage frequency thereof, is adapted or adjustable so that, when the alternating voltage is applied, the main deformation direction of the vibration exciter ( 37 ) and / or the piezo element ( 38 ) at least substantially in the main extension direction ( 41 ) of the piezo element ( 38 ). Bondvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestaltung der mittels des Ultraschalltransducers (35) zu Schwingungen anzuregenden Bauteile des Bondkopfes (2) und die Wechselspannung, insbesondere deren Frequenz, so aufeinander abgestimmt oder abstimmbar sind, dass der Drehpunkt (P) der Werkzeugaufnahme (6) lagemäßig mit einem Schwingungsknoten des Bondwerkzeuges (5) zusammenfällt.Bonding device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the design of the means by means of the ultrasonic transducer ( 35 ) to be excited to vibrate components of the bonding head ( 2 ) and the AC voltage, in particular their frequency, are coordinated or tunable to each other such that the pivot point (P) of the tool holder ( 6 ) positionally with a vibration node of the bonding tool ( 5 ) coincides. Bondvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Ultraschallenergiequelle, insbesondere die Spannungsfrequenz an der Spannungsquelle, so vorgewählt ist oder so einstellbar ist, dass sie einer Resonanzfrequenz, insbesondere der niedrigsten Resonanzfrequenz, der bei Anliegen der Wechselspannung schwingenden Baugruppe, die den Ultraschalltransducer (35), die Werkzeugaufnahme (6) und das Werkzeug (5) umfasst, zumindest etwa entspricht.Bonding device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the frequency of the ultrasonic energy source, in particular the voltage frequency at the voltage source, is preselected or is adjustable so that it corresponds to a resonant frequency, in particular the lowest resonant frequency, in case of concerns Alternating voltage oscillating assembly, the ultrasonic transducer ( 35 ), the tool holder ( 6 ) and the tool ( 5 ), at least approximately corresponds. Bondvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Piezoelemente (38) jeweils die Form einer rechteckig berandeten Scheibe aufweist bzw. aufweisen, wobei die Polarisationsrichtung (P) jedes Piezoelements (38) quer zu seiner Scheibenebene orientiert ist.Bonding device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that one or more piezo elements ( 38 ) in each case has or have the shape of a rectangular-edged disk, the polarization direction (P) of each piezoelectric element ( 38 ) is oriented transversely to its disc plane. Bondvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschalltransducer (35) zumindest zwei zueinander parallel angeordnete Schwingungserreger (37) aufweist, wobei jeder Schwingungserreger (37) einen Piezoelementträger (16) und zwei gleichartige Piezoelemente (38) aufweist, die flächig auf zwei einander abgewandt gegenüberliegenden und zueinander parallelen Oberflächen (39, 40) des Piezoelementträgers (16) befestigt, insbesondere darauf flächig aufgeklebt, sind.Bonding device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the ultrasonic transducer ( 35 ) at least two mutually parallel vibration exciter ( 37 ), each vibration generator ( 37 ) a piezoelectric element carrier ( 16 ) and two similar piezo elements ( 38 ), the two surfaces facing away from each other opposite and parallel to each other surfaces ( 39 . 40 ) of the piezoelectric element carrier ( 16 ), in particular glued to it surface, are. Bondvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarisationsrichtung (P) von Piezoelementen (38), die Bestandteil des gleichen Schwingungserregers (37) sind, richtungsmäßig zueinander entgegengesetzt gerichtet verlaufen.Bonding device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the polarization direction (P) of piezo elements ( 38 ), which are part of the same vibrator ( 37 ) are directionally opposed to each other. Bondvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarisationsrichtungen (P) der beiden Piezoelemente (38), die auf den einen der beiden Piezoelementträger (16) aufgebracht sind, richtungsmäßig von dem Piezoelementträger (16) weggerichtet sind und dass die Polarisationsrichtungen (P) der beiden Piezoelemente (38), die auf den anderen der beiden Piezoelementträger (16) aufgebracht sind, richtungsmäßig zu dem Piezoelementträger (16) hingerichtet sind.Bonding device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the polarization directions (P) of the two piezo elements ( 38 ), which on one of the two Piezoelementträger ( 16 ) are applied, directionally from the piezoelectric element carrier ( 16 ) are directed away and that the polarization directions (P) of the two piezo elements ( 38 ), on the other of the two Piezoelementträger ( 16 ) are applied, directionally to the piezoelectric element carrier ( 16 ) are executed. Bondvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Piezoelemente (38) auf ihrer freien, dem Piezoelementträger (16) abgewandten Oberfläche an die Ultraschallenergiequelle, insbesondere an die Spannungsquelle (42), angeschlossen sind und dass die Piezoelementträger (16) geerdet sind.Bonding device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the piezoelectric elements ( 38 ) on its free, the piezoelectric element carrier ( 16 ) facing away from the surface of the ultrasonic energy source, in particular to the voltage source ( 42 ), and that the piezoelectric element carriers ( 16 ) are grounded. Bondvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallenergiequelle, insbesondere die Spannungsquelle (42) an die Bereitstellung einer zueinander phasengleichen elektrischen Wechselspannung für alle Piezoelemente (38) angepasst ist, insbesondere indem die Anschlussleitungen (43, 45) aller Piezoelemente (38) zueinander parallelgeschaltet sind.Bonding device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the ultrasonic energy source, in particular the voltage source ( 42 ) to the provision of a mutually in phase electrical alternating voltage for all piezo elements ( 38 ), in particular in that the connecting cables ( 43 . 45 ) of all piezo elements ( 38 ) are connected in parallel to each other. Bondvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Bondwerkzeug eine geometrische Werkzeuglängsachse (W) aufweist, die sich parallel zur Haupterstreckungsrichtung (41) der Piezoelemente (38) erstreckt und/oder die sich entlang der geometrischen Drehachse (D) des Bondkopfes (2) erstreckt.Bonding device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the bonding tool has a geometric tool longitudinal axis (W) extending parallel to the main direction of extension ( 41 ) of the piezo elements ( 38 ) and / or along the geometric axis of rotation (D) of the bonding head ( 2 ). Bondvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Piezoelementträger (16) Bestandteile eines einstückigen Transducerkörpers (15) sind, an welchem insbesondere auch die Werkzeugaufnahme (6) einstückig angebracht ist.Bonding device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the two piezoelectric element carriers ( 16 ) Components of a one-piece transducer body ( 15 ), on which in particular also the tool holder ( 6 ) is integrally mounted. Bondvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Transducerkörper (15) eine Haltegabel (19) umfasst, deren Haltearme (20) an ihrem Längsende (21) an je einem Piezoelementträger (16) in dessen Längsmittelbereich angreifen.Bonding device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the transducer body ( 15 ) a holding fork ( 19 ), whose retaining arms ( 20 ) at its longitudinal end ( 21 ) on each a piezoelectric element carrier ( 16 ) attack in the longitudinal center region. Ultraschalltransducer, aufweisend zumindest einen Transducerkörper (15) und zumindest ein Schwingungserregungselement (55), das mit dem Transducerkörper (15) in einer zur Übertragung der von ihm erzeugten Schwingungen auf den Transducerkörper (15) geeigneten Weise verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschalltransducer (35), insbesondere mit an dessen Werkzeugaufnahme (6) montiertem Bondwerkzeug (5), eine Schwingungsmode aufweist, deren Schwingungsform im Montagepunkt (56) des Bondwerkzeuges (5) eine rotatorisch oszillierende Bewegung um zumindest eine Drehachse (A) bewirkt.Ultrasonic transducer, comprising at least one transducer body ( 15 ) and at least one vibration excitation element ( 55 ) connected to the transducer body ( 15 ) in a for transmitting the vibrations generated by him to the Transducererkörper ( 15 ), characterized in that the ultrasonic transducer ( 35 ), in particular with at the tool holder ( 6 ) mounted bonding tool ( 5 ), a vibration mode whose waveform at the mounting point ( 56 ) of the bonding tool ( 5 ) causes a rotationally oscillating movement about at least one axis of rotation (A). Ultraschalltransducer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingungserregungselement (55) an dem Transducerkörper (15) kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig befestigt ist.Ultrasonic transducer according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the vibration excitation element ( 55 ) on the transducer body ( 15 ) is fixed non-positively and / or positively and / or cohesively. Ultraschalltransducer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die oszillierende rotatorische Bewegung um zumindest eine zur Längsachse (W) des Bondwerkzeuges (5) senkrechte oder zumindest im wesentlichen senkrechte geometrische Drehachse (A) orientiert ist.Ultrasonic transducer according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the oscillatory rotational movement about at least one to the longitudinal axis (W) of the bonding tool ( 5 ) is oriented perpendicular or at least substantially vertical geometric axis of rotation (A). Ultraschalltransducer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass durch die geometrische Langsachse (W) des Bondwerkzeuges (5) oder eine dazu parallele geometrische Linie und durch die besagte Drehachse (A) eine geometrische Bezugsebene (E) aufgespannt wird, dass das zumindest eine Schwingungserregungselement (55) von der Bezugsebene (E) seitlich beabstandet angeordnet ist und dass die vom Schwingungserregungselement (55) auf den Transducerkörper (15) ausgeübte Kraft in oder im wesentlichen in Richtung der Langsachse (W) des Bondwerkzeuges (5) wirkt.Ultrasonic transducer according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that by the geometric longitudinal axis (W) of the bonding tool ( 5 ) or a geometric line parallel thereto and by the said axis of rotation (A) a geometric reference plane (E) is clamped, that the at least one vibration excitation element ( 55 ) is laterally spaced from the reference plane (E) and that the vibration excitation element ( 55 ) on the transducer body ( 15 ) applied force in or substantially in the direction of the longitudinal axis (W) of the bonding tool ( 5 ) acts. Ultraschalltransducer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei von der Bezugsebene (E) seitlich beabstandete Schwingungserregungselemente (55) vorhanden sind, die bezogen auf die Bezugsebene (E) zueinander gegenüberliegend angeordnet sind.Ultrasonic transducer according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that at least two vibration excitation elements laterally spaced from the reference plane (E) ( 55 ) are present, which are arranged opposite to each other with respect to the reference plane (E). Ultraschalltransducer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Energiequellen, insbesondere eine oder mehrere Spannungsquellen, vorgesehen sind zur Energieversorgung der Schwingungserregungselemente (55), die derart mit den Schwingungserregungselementen (55) verbunden sind, dass diese, insbesondere zueinander auf der gleichen oder auf verschiedenen Seiten der Bezugsebene (E) angeordneten, Schwingungserregungselemente (55), eine zueinander um 180° phasenverschobene Schwingung ausüben.Ultrasonic transducer according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that one or more energy sources, in particular one or more voltage sources, are provided for supplying energy to the vibration excitation elements ( 55 ), which in such a way with the vibration excitation elements ( 55 ), that these, in particular to each other on the same or on different sides of the reference plane (E) arranged, vibration excitation elements ( 55 ) exert an oscillation mutually phase-shifted by 180 °. Ultraschalltransducer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Seite der Bezugsebene (E) zumindest zwei Schwingungserregungselemente (55) angeordnet sind, wobei auf beiden Seiten der Bezugsebene (E) angeordnete Schwingungserregungselemente (55) einander paarweise gegenüberliegen, wobei auf der gleichen Seite der Bezugsebene (E) zueinander benachbarte Schwingungserregungselemente (55) derart mit der oder den Energiequellen verbunden sind, dass sie zueinander um 180° phasenverschobene Schwingungen ausüben, und wobei einander paarweise bezüglich der Bezugsebene (E) gegenüberliegende Schwingungserregungselemente (55) derart mit der oder den Energiequellen verbunden sind, dass sie zueinander um 180° phasenverschobene Schwingungen ausüben.Ultrasonic transducer according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that on each side of the reference plane (E) at least two vibration excitation elements ( 55 ) are arranged, wherein on both sides of the reference plane (E) arranged vibration excitation elements ( 55 ) are opposed to each other in pairs, wherein on the same side of the reference plane (E) mutually adjacent vibration excitation elements ( 55 ) are connected to the one or more energy sources in such a way that they exert vibrations which are phase-shifted relative to one another by 180 °, and in which vibration excitation elements which are opposite each other in pairs with respect to the reference plane (E) 55 ) are so connected to the one or more energy sources that they exert mutually 180 ° out of phase oscillations. Ultraschalltransducer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zumindest zwei auf der gleichen Seite der Bezugsebene (E) angeordnete Schwingungserregungselemente (55) in Richtung der geometrischen Längsachse (W) des Bondwerkzeuges (5) hintereinander angeordnet sind.Ultrasonic transducer according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that in each case at least two vibration excitation elements arranged on the same side of the reference plane (E) ( 55 ) in the direction of the geometric longitudinal axis (W) of the bonding tool ( 5 ) are arranged one behind the other. Ultraschalltransducer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Transducerkörper (15) nur einen Schwingungserregungselementträger (57) umfasst und dass die Schwingungserregungselemente (55), insbesondere sämtliche Schwingungserregungselemente (55), unter Bildung eines Schwingungserregers an zwei gegenüberliegenden, voneinander abgewandten Oberflächen (39, 40) des Schwingungserregungselementträgers (57) angeordnet sind, wobei der Schwingungserregungselementträger (57) zumindest im wesentlichen die Form eines rechteckigen Quaders oder einer rechteckigen Platte besitzt.Ultrasonic transducer according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the transducer body ( 15 ) only one vibration excitation element carrier ( 57 ) and that the vibration excitation elements ( 55 ), especially all vibration excitation elements ( 55 ), with the formation of a vibration exciter on two opposing surfaces facing away from each other ( 39 . 40 ) of the vibration excitation element carrier ( 57 ) are arranged, wherein the vibration excitation element carrier ( 57 ) has at least substantially the shape of a rectangular parallelepiped or a rectangular plate. Ultraschalltransducer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass als Schwingungserregungselemente (55) jeweils zumindest ein Piezoelement (38) vorgesehen ist und dass der Transducerkörper (15) nur einen, sämtliche Piezoelemente tragenden Piezoelementträger (16) umfasst, der zumindest im wesentlichen die Form eines rechteckigen Quaders oder einer rechteckigen Platte besitzt.Ultrasonic transducer according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that as vibration excitation elements ( 55 ) each at least one piezoelectric element ( 38 ) and that the transducer body ( 15 ) only one, all Piezoelemente carrying piezoelectric element carrier ( 16 ) having at least substantially the shape of a rectangular parallelepiped or a rectangular plate. Verfahren zur Herstellung von Bondverbindungen, insbesondere zwischen elektrischen Leitern aus Draht- oder Bandmaterial und Kontaktstellen von Substraten wie insbesondere von elektrischen Schaltungen, umfassend die Verfahrensschritte: Bereitstellen eines Bondwerkzeuges, Bereitstellen eines Ultraschalltransducers zur Ultraschall-Schwingungsanregung des Bondwerkzeugs, wobei der Ultraschalltransducer zumindest einen Schwingungserreger umfasst und der Schwingungserreger zumindest ein Piezoelement aufweist, Bereitstellen einer Ultraschallenergiequelle zur Versorgung des Piezoelements, insbesondere einer Spannungsquelle zum Anlegen von elektrischer Wechselspannung an das Piezoelement, und Schwingungsanregung des Bondwerkzeugs während des Andrücken eines zu bondenden elektrischen Leiters mittels des Bondwerkzeugs auf eine Kontaktstelle, dadurch gekennzeichnet, dass für die Schwingungsanregung des Bondwerkzeugs (5) die Ultraschallenergiequelle, insbesondere die Spannungsquelle (42), insbesondere deren Ultraschallfrequenz, so gewählt oder eingestellt wird, dass sich im Betrieb die geometrische Hauptverformungslinie (49) des Schwingungserregers (37) und/oder die Hauptverformungslinie (50) des Piezoelements (38) quer zur Polarisationsrichtung (P) des Piezoelements (38) erstreckt.Method for producing bonded connections, in particular between electrical conductors made of wire or strip material and contact points of substrates, in particular of electrical circuits, comprising the method steps: providing a bonding tool, providing an ultrasonic transducer for ultrasonic vibration excitation of the bonding tool, wherein the ultrasonic transducer comprises at least one vibration exciter and the vibration exciter comprises at least one piezoelectric element, providing an ultrasonic energy source for supplying the piezoelectric element, in particular a voltage source for applying alternating electrical voltage to the piezoelectric element, and vibrational excitation of the bonding tool during the pressing of an electrical conductor to be bonded by means of the bonding tool to a contact point, characterized that for the vibration excitation of the bonding tool ( 5 ) the ultrasonic energy source, in particular the voltage source ( 42 ), in particular the ultrasound frequency thereof, is selected or set such that, during operation, the main geometric deformation line ( 49 ) of the vibration exciter ( 37 ) and / or the main deformation line ( 50 ) of the piezo element ( 38 ) transversely to the polarization direction (P) of the piezoelectric element ( 38 ). Verfahren zur Herstellung von Bondverbindungen, insbesondere zwischen elektrischen Leitern aus Draht- oder Bandmaterial und Kontaktstellen von Substraten wie insbesondere von elektrischen Schaltungen, umfassend die Verfahrensschritte: Bereitstellen eines Bondwerkzeuges und eines Ultraschalltransducers zur Ultraschall-Schwingungsanregung des Bondwerkzeugs, Schwingungserregung des Bondwerkzeugs während des Andrücken eines zu bondenden elektrischen Leiters mittels des Bondwerkzeugs auf eine Kontaktstelle, dadurch gekennzeichnet, dass in das Bondwerkzeug (5) zu dessen Schwingungsanregung an der Werkzeugaufnahme (6) ein oszillierendes Drehmoment (M) eingeleitet wird, dessen geometrische Drehachse (A) quer zu der Werkzeuglängsachse (W) verläuft.Method for producing bonded connections, in particular between electrical conductors made of wire or strip material and contact points of substrates, in particular of electrical circuits, comprising the method steps: providing a bonding tool and an ultrasonic transducer for ultrasonic vibration excitation of the bonding tool, vibration excitation of the bonding tool during the pressing of a bonding electrical conductor by means of the bonding tool on a contact point, characterized in that in the bonding tool ( 5 ) to the vibration excitation of the tool holder ( 6 ) An oscillating torque (M) is initiated, the geometric axis of rotation (A) transverse to the tool longitudinal axis (W). Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das oszillierende Drehmoment (M) am Ort eines Schwingungsknotens des Bondwerkzeuges (5) darin eingeleitet wird.Method according to the preceding claim or in particular according thereto, characterized in that the oscillating torque (M) at the location of a vibration node of the bonding tool ( 5 ) is introduced therein. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bondvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche verwendet wird.Method according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that a bonding device ( 1 ) is used according to one or more of the preceding claims.
DE102009003312A 2008-10-14 2009-01-06 Bonding device, ultrasonic transducer and bonding method Withdrawn DE102009003312A1 (en)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009003312A DE102009003312A1 (en) 2008-10-14 2009-01-06 Bonding device, ultrasonic transducer and bonding method
PCT/EP2009/063000 WO2010043517A2 (en) 2008-10-14 2009-10-07 Bonding device, ultrasonic transducer, and bonding method
MYPI2011001664A MY158655A (en) 2008-10-14 2009-10-07 Bonding device, ultrasonic transducer and bonding method
US13/123,745 US8434659B2 (en) 2008-10-14 2009-10-07 Bonding device, ultrasonic transducer, and bonding method
KR1020117010160A KR20110084899A (en) 2008-10-14 2009-10-07 Bonding device, ultrasonic transducer, and bonding method
JP2011531442A JP5683470B2 (en) 2008-10-14 2009-10-07 Bonding apparatus, ultrasonic transducer and bonding method
EP09744989.6A EP2344295B1 (en) 2008-10-14 2009-10-07 Bonding device, and method of bonding for producing bond connections
CN200980140650.3A CN102186620B (en) 2008-10-14 2009-10-07 Bonding device, ultrasonic transducer, and bonding method
TW098134463A TWI519017B (en) 2008-10-14 2009-10-12 A bonding device, an ultrasonic transducer, and a bonding method

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008037450.4 2008-10-14
DE102008037450 2008-10-14
DE102009003312A DE102009003312A1 (en) 2008-10-14 2009-01-06 Bonding device, ultrasonic transducer and bonding method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009003312A1 true DE102009003312A1 (en) 2010-04-15

Family

ID=41821369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009003312A Withdrawn DE102009003312A1 (en) 2008-10-14 2009-01-06 Bonding device, ultrasonic transducer and bonding method

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8434659B2 (en)
EP (1) EP2344295B1 (en)
JP (1) JP5683470B2 (en)
KR (1) KR20110084899A (en)
CN (1) CN102186620B (en)
DE (1) DE102009003312A1 (en)
MY (1) MY158655A (en)
TW (1) TWI519017B (en)
WO (1) WO2010043517A2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014109630A1 (en) 2014-07-09 2016-01-14 Hesse Gmbh Apparatus for making a bond and transducer therefor
US20220023967A1 (en) * 2019-04-09 2022-01-27 Lisa Draexlmaier Gmbh Device for determining a status of an ultrasonic welding process
US11969817B2 (en) * 2019-04-09 2024-04-30 Lisa Draexlmaier Gmbh Device for determining a status of an ultrasonic welding process

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120109207A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 Warsaw Orthopedic, Inc. Enhanced Interfacial Conformance for a Composite Rod for Spinal Implant Systems with Higher Modulus Core and Lower Modulus Polymeric Sleeve
US8640760B2 (en) * 2011-08-19 2014-02-04 Lg Chem, Ltd. Ultrasonic welding machine and method of aligning an ultrasonic welding horn relative to an anvil
DE102015120824A1 (en) * 2015-12-01 2017-06-01 Hesse Gmbh Operating method for an ultrasonic wire bonder
US10052714B2 (en) * 2016-10-14 2018-08-21 Sonics & Materials, Inc. Ultrasonic welding device with dual converters
JP6483079B2 (en) * 2016-12-13 2019-03-13 本田技研工業株式会社 Electrical conductor joining method
US10381321B2 (en) 2017-02-18 2019-08-13 Kulicke And Soffa Industries, Inc Ultrasonic transducer systems including tuned resonators, equipment including such systems, and methods of providing the same
CN108555429B (en) * 2018-05-16 2023-06-20 华侨大学 Large-range continuous ultrasonic welding device for metal foil
TWI741705B (en) 2020-07-28 2021-10-01 國立中興大學 Power supply outside the spindle
CN112427281B (en) * 2020-09-18 2022-05-24 集美大学 Complex frequency ultrasonic vibration processing device
US11937979B2 (en) * 2021-04-27 2024-03-26 Kulicke And Soffa Industries, Inc. Ultrasonic transducers, wire bonding machines including ultrasonic transducers, and related methods
CN114388407B (en) * 2021-12-24 2023-02-17 凌波微步半导体设备(常熟)有限公司 Bonding head device and bonding machine

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3549913A (en) 1967-10-31 1970-12-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Piezo-electric transformer
US3602420A (en) 1970-02-12 1971-08-31 Ibm Ultrasonic bonding device
JPH0777229B2 (en) * 1988-10-28 1995-08-16 株式会社新川 Ultrasonic wire bonding equipment
JPH0653291A (en) 1992-07-30 1994-02-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Wire bonding apparatus
DE19601599C1 (en) 1995-08-15 1997-02-20 Hesse & Knipps Gmbh Arrangement for guiding wires
KR100373063B1 (en) 1996-02-12 2003-05-12 만프레트 리츨러 Wire conductor connection method and device
CN1119768C (en) * 1996-02-12 2003-08-27 大卫·芬恩 Method and apparatus for bonding wire conductor
JP2000040716A (en) * 1998-07-24 2000-02-08 Hitachi Ltd Bonding device
DE10114672A1 (en) 2001-03-23 2002-09-26 Hesse & Knipps Gmbh Ultrasonic vibrator e.g. for machine tool, has vibration element in form of plate to which ultrasonic vibration generator is attached on one side of plate
JP2006255506A (en) 2005-03-15 2006-09-28 Fujitsu Ltd Oscillator
KR100680307B1 (en) 2005-05-20 2007-02-07 삼성전기주식회사 Piezoelectric Vibrator and Ultrasonic Motor Having Piezoelectric Vibrator
JP2007150188A (en) * 2005-11-30 2007-06-14 Ngk Insulators Ltd Control method of piezoelectric device
JP5116250B2 (en) * 2006-04-11 2013-01-09 キヤノン株式会社 Multilayer piezoelectric element, method for manufacturing the same, and vibration wave driving device
TW200801513A (en) * 2006-06-29 2008-01-01 Fermiscan Australia Pty Ltd Improved process
EP2133191A4 (en) * 2007-03-02 2013-05-15 Compania Espanola De Ultrasonidos Sa Ultrasonic head and transducer for ultrasonic soldering of plastics
CH700015B1 (en) * 2007-04-04 2010-06-15 Oerlikon Assembly Equipment Ag Ultrasonic Transducer.

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014109630A1 (en) 2014-07-09 2016-01-14 Hesse Gmbh Apparatus for making a bond and transducer therefor
WO2016004919A3 (en) * 2014-07-09 2016-03-03 Hesse Gmbh Device for establishing a bonding connection and transducer therefor
US11007601B2 (en) 2014-07-09 2021-05-18 Hesse Gmbh Device for establishing a bonding connection and transducer therefor
US20220023967A1 (en) * 2019-04-09 2022-01-27 Lisa Draexlmaier Gmbh Device for determining a status of an ultrasonic welding process
US11969817B2 (en) * 2019-04-09 2024-04-30 Lisa Draexlmaier Gmbh Device for determining a status of an ultrasonic welding process

Also Published As

Publication number Publication date
EP2344295B1 (en) 2020-03-11
EP2344295A2 (en) 2011-07-20
WO2010043517A3 (en) 2010-07-29
WO2010043517A2 (en) 2010-04-22
KR20110084899A (en) 2011-07-26
TWI519017B (en) 2016-01-21
CN102186620A (en) 2011-09-14
MY158655A (en) 2016-10-31
US20110266329A1 (en) 2011-11-03
US8434659B2 (en) 2013-05-07
JP5683470B2 (en) 2015-03-11
CN102186620B (en) 2014-03-05
JP2012505083A (en) 2012-03-01
TW201025771A (en) 2010-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009003312A1 (en) Bonding device, ultrasonic transducer and bonding method
EP2200102B1 (en) Drive unit
DE3703676C2 (en)
EP2126992B1 (en) Piezoelectric component
EP1210759B1 (en) Piezoelectric drive excited by longitudinal and flexural waves
EP1573282B1 (en) Device for determining and/or monitoring at least one physical variable comprising a piezo drive for exciting and detecting oscillations
EP2153476B1 (en) Ultrasonic actuator
DE102004059429B4 (en) Linear ultrasonic piezo motor
DE102004024656A1 (en) Piezoelectric ultrasonic motor
DE19922148A1 (en) Surface mounting piezoelectric acoustic component for alarm or receiver in electronic device
EP0924778A2 (en) Driving circuit for at least two rotary elements with at least one piezoelectric actuator
DE102007015057A1 (en) Piezoelectric oscillator
DE102006020553A1 (en) Piezoelectric vibrator and ultrasonic motor with piezoelectric vibrator
EP2489081A2 (en) Actuator
DE102018104928B3 (en) ultrasonic motor
DE102013110356B4 (en) ultrasonic actuator
DE4408618B4 (en) Adjustment drive made of bimorph elements
EP1396012B1 (en) Piezoelectric drive
DE102007031639B4 (en) Linear vibratory conveyor
DE4236574C2 (en) Linear actuator
DE4434926C2 (en) Ultrasonic motor
DE10309994B4 (en) PKF elements for vibrating conveyor system with piezo drive
DE10245722B4 (en) With the inverse piezoelectric effect excitable spring element, vibratory conveyor unit and method for conveying and / or sorting
DE10210257A1 (en) Piezoelectric actuator for generating rotating, tilting and sliding motion around a fixing point e.g. for hard disc drive, has a shear oscillator with connection electrodes.
DE19817802B4 (en) Piezo-actuator drive or adjustment element

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: WICKORD, WIRO, M.SC. (USA) DIPL.-ING. DR.-ING., DE

Representative=s name: WIRO WICKORD, DE

Representative=s name: WIRO WICKORD, 33100 PADERBORN, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: WICKORD, WIRO, M.SC. (USA) DIPL.-ING. DR.-ING., DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: HESSE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: HESSE & KNIPPS GMBH, 33100 PADERBORN, DE

Effective date: 20130213

R082 Change of representative

Representative=s name: TARVENKORN & WICKORD PATENTANWAELTE PARTNERSCH, DE

Effective date: 20130213

Representative=s name: TARVENKORN & WICKORD PATENTANWAELTE PARTNERSCH, DE

Effective date: 20111209

Representative=s name: WICKORD, WIRO, M.SC. (USA) DIPL.-ING. DR.-ING., DE

Effective date: 20111209

Representative=s name: WICKORD, WIRO, M.SC. (USA) DIPL.-ING. DR.-ING., DE

Effective date: 20130213

R082 Change of representative

Representative=s name: TARVENKORN & WICKORD PATENTANWAELTE PARTNERSCH, DE

R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination